题目
(单选题) 将波函数在空间各点的振幅同时增大 D 倍,则粒子在空间的分布几率将A. 增大 D^2 倍。B. 增大 2D 倍。C. 增大 D 倍。D. 不变。
(单选题) 将波函数在空间各点的振幅同时增大 $D$ 倍,则粒子在空间的分布几率将
A. 增大 $D^2$ 倍。
B. 增大 $2D$ 倍。
C. 增大 $D$ 倍。
D. 不变。
题目解答
答案
D. 不变。
解析
考查要点:本题主要考查对量子力学中波函数与概率分布关系的理解,特别是振幅变化对概率分布的影响。
解题核心思路:
波函数的振幅与概率密度的关系为 概率密度等于振幅的平方。当振幅整体变化时,概率密度会按平方关系变化。但题目中的“分布概率”实际指 各点概率相对于总概率的占比,而非绝对值。因此需结合归一化条件分析。
破题关键点:
- 概率密度与振幅的关系:概率密度为振幅的平方。
- 归一化条件:总概率需为1,因此振幅变化后需重新归一化。
- 相对概率不变:振幅变化导致概率密度整体缩放,但各点的相对概率保持不变。
设原波函数为 $\psi(x)$,其概率密度为 $|\psi(x)|^2$。当振幅增大 $D$ 倍后,新波函数为 $D\psi(x)$,概率密度变为 $|D\psi(x)|^2 = D^2|\psi(x)|^2$。此时总概率为:
$\int D^2|\psi(x)|^2 dx = D^2 \int |\psi(x)|^2 dx = D^2.$
若原波函数已归一化($\int |\psi(x)|^2 dx = 1$),则新总概率为 $D^2$。此时各点的 相对概率 为:
$\frac{D^2|\psi(x)|^2}{D^2} = |\psi(x)|^2,$
与原相对概率相同。因此,分布的几率(相对概率)不变。