• 1.摘要
  • 2.定义
  • 2.1.连续方程与概率保守定律
  • 2.2.连续方程导引
  • 3.范例
  • 3.1.平面波
  • 3.2.盒中粒子

概率流

在量子力学里,概率流,又称为概率通量,是描述概率密度流动的物理量。假若将概率密度想像为非均匀流体。那么,概率流就是这流体的流率(概率密度乘以速度)。

定义

在量子力学里,从概率守恒可以得到“概率连续性方程”。设定一个量子系统的波函数为 image 。定义概率流 image

image

其中,image 是约化普朗克常数,image 是质量,imageimage 是共轭复数,image 是取括弧内项目的复值。

连续方程与概率保守定律

概率流满足量子力学的连续方程:

image

其中,image 是概率密度。

应用高斯公式,等价地以积分方程表示,

image ;(1)

其中,image 是任意三维区域,imageimage 的边界曲面。

这就是量子力学概率守恒定律的方程。

方程 (1) 左边第一个体积积分项目(不包括对于时间的偏微分),即是测量粒子位置时,粒子在 image 内的概率。第二个曲面积分是概率流出 image 的通量。总之,方程 (1) 表明,粒子在三维区域 image 内的概率对于时间的微分,加上概率流出三维区域 image 的通量,两者的总和等于零。

连续方程导引

测量粒子在三维区域 image 内的概率 image

image

概率对于时间的导数是

image ;(2)

假设 image 的含时薛定谔方程为