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量子态
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在[[量子力学]]里,'''量子态'''({{lang-en|'''quantum state'''}})指的是量子系统的状态。[[态向量]]可以用来抽像地表示量子态。<ref name=Griffiths2004/>{{rp|93-96}}採用[[狄拉克标记]],态向量表示为[[狄拉克标记|右矢]]<math>|\psi\rangle</math>;其中,在符号内部的希腊字母<math>\psi</math>可以是任何符号,字母,数字,或单字。例如,在计算[[氢原子]][[发射光谱|能谱]]时,能级与[[主量子数]]<math>n</math>有关,所以,每个量子态的态向量可以表示为<math>|n \rangle</math>。
== 概述 ==
=== 经典力学的状态 ===
设想在某经典系统里,有一个粒子移动于一维空间,在[[时间]]<math>t=0</math>,粒子的[[位置]]<math>q</math>是<math>q_0</math>,[[动量]]<math>p</math>是<math>p_0</math>。这些[[初始条件]]设定了这系统在时间<math>t=0</math>的状态<math>\sigma_0</math>。经典力学具有[[决定论|决定性]],若知道粒子的初始条件与作用于粒子的外力,则可决定粒子的运动行为。
=== 态叠加原理 ===
假设某量子系统的量子态可能是<math>|\alpha\rangle</math>或<math>|\beta\rangle</math>这两个不同的归一化量子态,则这量子系统也可能处于它们线性叠加而成的量子态<math>c_\alpha|\alpha\rang+c_\beta|\beta\rang</math>(可能尚未归一化)。假设<math>\theta</math>为实数,则虽然量子态<math>e^{i\theta}|\beta\rang</math>与<math>|\beta\rang</math>对应于同样的量子态,他们并无法互相替换。例如,<math>|\alpha\rang+|\beta\rang</math>和<math>|\alpha\rang+e^{i\theta}|\beta\rang</math>是两个不同的量子态。但是,<math>|\alpha\rang+|\beta\rang</math>和<math>e^{i\theta}(|\alpha\rang+|\beta\rang)</math>对应于同一个量子态。因此可以这样说,整体的[[相位因子]]并不具有物理意义,但相对的相位因子具有重要的物理意义。
== 注释 ==
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