力學量的可能值和期待值

力學量的可能值和期待值,指的是,在量子力學中,力學量用作用於波函式上的算符弲表示。

正文
在量子力學中,力學量用作用於波函式上的算符弲表示。在數學上,對於一個算符,滿足
的函式()稱為弲的本徵函式,式中是與無關的數,稱為本徵值。如果()描寫微觀粒子的狀態,則它必須滿足單值、連續和有限的標準條件。在這種限制之下,上式中的本徵值可以取一系列分立值,或取一定範圍內的連續數值。
在測量力學量時,觀察到的只能是它的本徵值。若一個力學量的本徵值具有分立譜,我們說這個力學量是量子化的。
量子力學中假定力學量的全部本徵函式組成一個完全系;這意思是說:描寫體系的任一狀態的波函式都可以用力學量的本徵函式展開:
在和都是歸一化的情況下,上式中的展開係數с具有如下的物理意義:在態中測量力學量時,得到結果為的幾率是|с|。
因此,若微觀粒子的定態波函式是某力學量算符的本徵函式(),則在這一狀態中,力學量取確定值。
在態中對力學量進行多次測量,把所得結果加以平均,就得出力學量在態中的期待值,以〈〉表示:
上式稱為力學量的期待值公式。如果不是歸一化的,那么期待值公式應寫為
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