Почему нельзя найти электрон в некоторых узлах бесконечной потенциальной ямы? [дубликат]

Рассмотрим электрон в бесконечной потенциальной яме, изучаемой в квантовой механике. Плотность вероятности положения электрона равна

п н ( Икс ) "=" ( 2 л ) грех 2 ⁡ ( н π Икс л )

где 0 ≤ Икс ≤ л и л длина коробки.

Таким образом, для н > 1 , плотность вероятности и, следовательно, вероятность нахождения местоположения электрона в определенное время Икс является 0 . Электрон движется слева направо и справа налево между стенками ямы. Итак, математика говорит, что электрон не может быть найден в определенное время. Икс расположение узлов внутри коробки; что очень странно. Но есть ли экспериментальные подтверждения этому? При пересечении этих специальных Икс расположение узлов, как будто электрон исчезает из ящика. Это очень абсурдно.

Мой вопрос: это просто математический результат (без какой-либо реальности) или физическая реальность/действительность?

Такие же реальные, как черные полосы в эксперименте с двумя щелями.
«Электрон движется слева направо и справа налево между стенками колодца». Не верно согласно квантовой механике.

Ответы (1)

Вы представляете себе частицу в колодце как классическую систему, то есть точечную частицу, движущуюся взад и вперед в колодце. Однако это не очень хорошее описание системы. Квантовая частица не имеет положения. Под этим я подразумеваю, что бессмысленно спрашивать, каково положение частицы, потому что положение в том смысле, в каком мы обычно используем этот термин, является эмерджентным свойством макроскопической системы.

Вместо этого у частицы есть распределение вероятностей, которое говорит нам о вероятности нахождения частицы в каком-то бесконечно малом элементе объема. Это распределение вероятностей падает до нуля в некоторых местах, но это не означает, что частица исчезает, когда проходит через эти места.

Что касается экспериментальных данных, то очевидным примером частицы в (конечной) потенциальной яме является электрон в атоме водорода. Атомные орбитали имеют узловые плоскости, где распределение вероятностей падает до нуля, как гипотетическая частица в бесконечной потенциальной яме. Эти узловые плоскости были непосредственно визуализированы в 2013 году Стодолной и др . Описание бумаги можно найти здесь .

Под экспериментальными данными я подразумеваю, что есть ли человек, который пытался найти экспериментальную вероятность найти местонахождение электрона в атоме водорода? Есть ли опубликованная литература по таким экспериментам?
Разве ваши утверждения не противоречивы - (1) «Квантовая частица не имеет положения» и (2) «у частицы есть распределение вероятностей, которое говорит нам о вероятности нахождения частицы в каком-то бесконечно малом элементе объема»?.... ...распределение вероятностей, которое представляет собой непрерывную кривую, не имеет смысла, если вы не считаете, что электрон имеет конечный размер, то есть порядка 10 − 10 м . Я ошибаюсь ?
@atom: я не понимаю вашего аргумента о том, что частица должна иметь конечный размер, чтобы иметь распределение вероятностей. В принципе электрон в атоме водорода имеет ненулевую вероятность оказаться в метре от атома. Означает ли это, что электрон имеет размер в метр? Очевидно нет.
@atom: экспериментальные данные см. здесь . Я обновил свой ответ с подробностями.
@atom, заявления Джона не противоречат друг другу; квантовая частица, вообще говоря, не имеет определенного положения, пока не будет произведено измерение положения. Энергетические собственные состояния бесконечной ямы не являются состояниями определенного положения. Кроме того, когда выполняется измерение положения, частица больше не находится в собственном энергетическом состоянии, т. е. процесс измерения приводит к изменению состояния с состояния с определенной энергией на состояние с определенным положением.
@AlfredCentauri, рассмотрим 2 утверждения (s1) Орбитали s, pd, f атома дают плотность вероятности положения электрона внутри атома. (s2) На этих орбиталях есть узловые точки, в которых никогда не находится электрон. s1 не означает, что электрон размазан/распределен по объему орбитали. s2 заставляет нас думать (логически) таким образом -> есть 3 разных вещи: плотность вероятности, узловые точки и электрон. ....продолжение в следующем комментарии....
@AlfredCentauri, теперь возникает вопрос, что же такое электрон? Если вы говорите, что это не частица, то это должна быть какая-то размытая вещь. Но тогда плотность вероятности не будет иметь значения; поскольку каждая точка этой плотности или орбитали соответствует некоторому определенному (x, y, z) или ( р , θ , ф ). Наша размазанная вещь имеет много значений плотности в один момент времени!
Почему нельзя найти электрон в некоторых узлах бесконечной потенциальной ямы? [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v