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量子世界/影响和应用/概率通量

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概率通量

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概率密度 (在固定位置 ) 对时间的变化率由下式给出


借助薛定谔方程及其复共轭,



得到



包含 的项相互抵消,因此剩下



接下来,我们计算 的散度。


结果

在空间区域 上积分,边界 不变。

根据 高斯定律 穿过 的外向通量等于 散度 的积分:

因此,我们有

如果 是某种物质的连续密度(每单位体积的物质量),并且 是它的通量(每单位面积每单位时间的物质量),那么在等式的左侧,我们得到了物质在 内增加的速率,在等式的右侧,我们得到了物质通过 表面进入的速率。因此,如果某些物质从 A 处移动到 B 处,它将穿过包含 A 或 B 的任何区域的边界。这就是为什么这个公式被称为 连续性方程


然而,在量子世界中,不存在连续分布和/或连续移动的物质。 分别仅仅在形式意义上是密度(每单位体积的某事物)和通量(每单位面积每单位时间的某事物)。如果 是与一个粒子相关的波函数,那么积分 给出了在 内找到粒子的概率, _如果进行了适当的测量_,而这个公式告诉我们:如果找到粒子在 内的概率(作为进行测量的时间的函数)增加,那么在 外找到粒子的概率(作为相同时间的函数)会以相同的值减少。(如果 与具有 个自由度的系统相关,并且 是系统配置空间中的一个区域,那么情况也是如此。)这有时被表达为“概率是(局部)守恒的”。当你听到这句话时,记住某件事在给定时间和地点发生的概率,并非位于那个地点,也并非存在于那个时间。

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