电子和量子态的联系一个量子态是不是只对应一个电子,电子和量子态到底是怎么样联系在一起的,我只知道量子态的模的平方可以表征

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/15 10:19:01

电子和量子态的联系
一个量子态是不是只对应一个电子,电子和量子态到底是怎么样联系在一起的,我只知道量子态的模的平方可以表征在某个地方发现电子的概率,这是不是说一个电子的量子态知道了,它的位置就决定了,这是我个人的理解,如果一个电子受到外力作用,使得它的能量发生改变,是不是它的量子态就发生改变了,如果量子态发生改变,那又是n,l,m哪个发生改变了?

首先解释一下量子态的概念：量子态只是表示状态.
其次,电子处于什么状态（或者说量子态）,则需要用电子的自由度来表征.譬如,一维自由电子只有一个自由度,所以只要一个参量来表示就可以了,一般用电子的动量来表征.束缚在原子中的电子则需要4个物理量来表征,分别是n（壳层）,l（轨道）,lz（磁量子数m）,s（自旋）.
如果说要知道电子在某个地方的概率,需要知道的是电子的波函数,而且必须是以电子的坐标为自变量的波函数的形式.波函数的模的平方就是电子的位置的概率.
如果将一个量子态作为一个固定不变的态,那么只能说电子是否处于这个量子态上,而不能说电子的量子态是否改变了.电子的状态一般是用波函数来表征,也可以用能量来表征.一般来说,在非简并的情形下,二者是等价的.因为波函数本来就应该是电子各自由度的函数,而能量同样也应该是电子各自由度的函数.而且能量和波函数就是本征值和本征矢的关系.
如果电子受到外力的作用,能量不一定发生变化.最经典的例子就是在中心力场做匀速圆周运动时候的电子,受到向心力的作用,而能量是恒定的.波函数的形式同样将外力的作用包含在里面了.你所说的量子态的变化代表什么呢?
电子从没有外力到受到外力的作用,状态一定会发生了改变（当然能量则不一定发生改变）.这时候,我们需要写出电子的哈密顿量,然后求解电子的波函数,才能得到电子到底是哪个自由度发生了改变.当然我们可以通过对称性的分析,和外力的性质,作用效果,简单地得出结果来.
从你的提问来看,你主要没有搞清楚量子态和波函数的概念.还有电子不一定就是束缚在原子的电子,还有很多类型的电子,譬如上面提到的自由电子,还有固体中的Bloch电子,超导体中的弱吸引作用的电子对,等等.
电子状态的改变,具体问题需要具体分析,很难在这里说得清楚.

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