题目
若单粒子系统的波函数为psi(x, y, z),则在时刻t,(x, y, z)处体积元dtau = dx,dy,dz中发现该粒子的概率为()A. psi(x, y, z) , dtauB. psi(x, y, z)C. |psi(t, x, y, z)|^2 , dtauD. |psi(t, x, y, z)|^2
若单粒子系统的波函数为$\psi(x, y, z)$,则在时刻$t$,(x, y, z)处体积元$d\tau = dx\,dy\,dz$中发现该粒子的概率为()
A. $\psi(x, y, z) \, d\tau$
B. $\psi(x, y, z)$
C. $|\psi(t, x, y, z)|^2 \, d\tau$
D. $|\psi(t, x, y, z)|^2$
题目解答
答案
C. $|\psi(t, x, y, z)|^2 \, d\tau$
解析
本题考查量子力学中波函数的概率诠释这一知识点。解题的关键在于理解波函数与粒子在空间中出现概率之间的关系。
在量子力学里,对于单粒子系统,波函数 $\psi(x, y, z)$ 本身并没有直接的物理意义,但是波函数的模的平方 $|\psi(x, y, z)|^2$ 具有明确的物理意义。它表示在时刻 $t$,空间点 $(x, y, z)$ 处单位体积内发现该粒子的概率,也就是概率密度。
而要求在时刻 $t$,$(x, y, z)$ 处体积元 $d\tau = dx\,dy\,dz$ 中发现该粒子的概率,根据概率的计算方法,概率等于概率密度乘以体积元。
已知概率密度为 $|\psi(t, x, y, z)|^2$,体积元为 $d\tau$,那么在该体积元中发现粒子的概率 $P$ 为:
$P = |\psi(t, x, y, z)|^2 \cdot d\tau$