量子定态实验记录

一维无限深势阱:驻波如何量子化?

阱壁把波函数牢牢钉在零点。先别急着看图:选定量子数与阱宽,预测驻波节点和能量变化,再让数学图像揭晓。

定态观测窗

等待预测

图像暂时遮住了

无限高阱壁要求两端波函数为零。想象一根两端固定的弦,再到左侧写下你的节点数与能量预测。

归一化波函数 ψn(x)=√(2/L) sin(nπx/L)
概率密度 |ψn(x)|²=(2/L) sin²(nπx/L)
电子能量 En=n²π²ℏ²/(2meL²)
当前定态n = 2
内部节点数1
电子能量 Eₙ1.504 eV
边界条件ψ(0)=ψ(L)=0

读取区间概率

拖动左右边界,阴影覆盖的概率密度面积就是粒子出现在该区间的概率。

P(0.25 nm ≤ x ≤ 0.75 nm) 50.0%

能级不是等间隔台阶

同一阱宽下,En=n²E1。选中的能级用红色标出。下方是能量数值列表,行距不表示能级间隔。

相邻能级差 ΔEn=En+1−En=(2n+1)E1,随 n 增大而增大,并非恒定。

模型条件:0<x<L 内势能为零,阱外势能趋于无穷大;粒子取电子,m=me。图中波函数与平方模纵向均为便于比较的相对尺度,概率由归一化表达式精确计算。