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 。定义概率流
为
;
其中, 是约化普朗克常数,
是质量,
是
是共轭复数,
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:
;
其中, 是概率密度。
应用高斯公式,等价地以积分方程表示,
;(1)
其中, 是任意三维区域,
是
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 内的概率。第二个曲面积分是概率流出
的通量。总之,方程 (1) 表明,粒子在三维区域
内的概率对于时间的微分,加上概率流出三维区域
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 内的概率
是
。
概率对于时间的导数是
;(2)
假设 的含时薛定谔方程为