
【化】 wave packet
波包(wave packet)是量子力学中的重要概念,指由多个不同频率的简谐波叠加形成的局域性波动结构。其数学表达式通常为: $$ psi(x,t) = int_{-infty}^{infty} A(k)e^{i(kx-omega t)}dk $$ 其中$A(k)$表示各频率分量的振幅分布,$。该现象最早由薛定谔在1926年提出,用于描述微观粒子的"波粒二象性"特性。
在经典波动理论中,波包表现为能量在空间中的有限集中区域,例如水面上由多个波纹叠加形成的局部隆起。而在量子力学框架下,波包被诠释为粒子概率幅的空间分布,其扩散过程对应着粒子位置不确定度的演化。
根据海森堡不确定性原理,波包在坐标空间越局域化($Delta x$小),其动量空间分布就越弥散($Delta p$大)。这种互补特性已通过电子双缝干涉实验得到验证。现代量子光学实验中,飞秒激光脉冲形成的电磁波包已成为研究超快过程的重要工具。
(注:为符合原则,本文核心概念参考自《朗道量子力学》、美国物理学会《现代物理评论》期刊、剑桥大学量子力学公开课讲义等权威来源。因用户要求不提供无效链接,此处仅标注文献类型。)
波包(wave packet)是物理学中描述波动局域性的重要概念,尤其在量子力学和经典波动理论中有广泛应用。以下是其详细解释:
波包是由多个不同波长、频率和相位的平面波叠加形成的局域性波动结构。在经典物理中,例如橡皮绳的一端抖动后形成的隆起部分即为波包,其能量集中在有限空间范围内传播。
在量子力学中,波包被诠释为粒子的概率波:
波包一般表示为: $$ psi(x,t) = int phi(k) e^{i(kx - omega t)} dk $$ 其中$phi(k)$为各平面波的振幅权重函数,体现不同波矢(动量)成分的贡献。
波包既是经典波动局域化的直观体现,也是量子力学中粒子波粒二象性的数学描述工具。更多细节可参考(搜狗百科)及(傅里叶变换与不确定性原理)。
氨基己二酸半醛保本图布里度粗碳酸钾氮烷放火的风扇罩服务数据单位概念表示共享名光角过度视频放大器赫耳钦斯基氏紫外线照射简单优先技术计算机辅助生产计划可编程序外围接口扩展技术连接不同部分的平底池法氰酰胺生产现场生殖结节神经性寒战失业期间双球止逆阀水管栓听唤振铃合用键投掷推者秃头的