自旋量子数正负咋判断《繁体：斷》

量子力学中神奇的波函数究竟是怎么一回事？施郁（复旦大学物理学系教授）首先，要交代波函数是谁的波函数。通常是描述某个量子粒子的。波函数数学上是一个复数函数。作为一个函数，当然就有自变量。典型的自变量就是位置

量子力学中神奇的波函数究竟是怎么一回事？

施郁（复旦大学物(练：wù)理学系教授）

首先，要交代波函数是谁的波函数。通常是描述【pinyin：shù】某个量子粒子的。波函[pinyin：hán]数数学上是一个复数函数。作为一个函数，当然就有[pinyin：yǒu]自变量。典型的自变量就是位置

所以现在可以看出来，这个波函数就是给每个（繁：個）位置一世界杯个复数。这个复数代表什么意思呢？它的大小的平方就是这个量子粒子处于这个位置的概率。 当然，将所有位置的概率加起来，就是1。

这个波函数不是随随便便的，它随时间的变化由一个叫做（pinyin：zuò）薛定谔方程的方程决定。也就是说，通常它是随时间变化的。这个时刻在各个位置是shì 某种分布，到下个时刻就变成另一个分布，这是由这个粒子的哈密顿量决定的。

在某个波函数下，如果去测量粒世界杯子的位置，那么测到每个位置都有可能，测(繁体：測)量之后波函数就变成在这个被测到的位置为1，在其他地方为0。如果重复很多次这样的测量，每次都处于同样的波函数。那么测到每个位置的次数的比例，就是波函数大小的平方。

[施郁《繁澳门巴黎人：鬱》原创]

波函数的物理意义是什么？

我们想要得到一个确定的波函数，首先要获得一组完备的自由度的亚博体育集合，也就是题主所说的4个量子数《繁体：數》。一旦这四个量子数确定了，描述粒子状态的波函数才能唯一确定。

但是对于一个给定的系统，选择哪些自由度构成完备自由度的集合并不是唯一的。对应地，波函数的域也不是唯一的。例（pinyin：lì）如波函数可以在实空间中用位置坐标描述，也可以在动量空间中用动量去描述，二者可以通过傅里叶变换联系在一起。有些时候，对于一些无法描述清楚的实验现象，通过引进一些新的自由度，便[拼音：biàn]可以很容易地解释。一个粒子，比如电子和光子，它们的自旋非零，在自由度的完备集合中就需要包含自旋这个离散变量

对于一个亚原子粒子还《繁体：還》有可能包括一些其它离散变量比如同位旋。

图1. 经澳门博彩典和量子（zi）谐振子的对比

上图是经典和量子谐振子概【pinyin：gài】念对单个无旋粒子的比较（图片来自Wikipedia）。 这两个过程差别很大。 经典过程（A-B）表示为（繁体：爲）粒子沿轨迹的运动。 量子过程（C-H）没有这样的轨迹。 相反，它表现为一个波 这里纵轴表示波函数的实部（蓝色）和虚部（红色）

（C-F）显示了薛定谔方程的四种不同的驻波解。 （G-H）还显示了两个不同的波函数，它们是薛定谔方程的解，但不是驻波。

图2. 氢原子[pinyin：zi]中[拼音：zhōng]不同能量电子的波函数。每一点的亮度代表了在该点处观察到电子的概率：点的亮度越亮，观察到电子的（pinyin：de）概率越大。

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