什么是电子波,电子波函数的空间外形被称为电子云

1. 什么是电子波
2. 原子轨道和波函数的关系
3. 一个能级可以有多少个电子
4. 什么是物质波

什么是电子波

波矢(波数矢量)k表示单位长度内的波数. 大小k=2π/λ.单位是rad/m.也有k=ω/c k是个矢量,定义它的方向和波的传播方向相同. 波矢作为一个描述波的性质的矢量,在量子力学中为了计算的方便,有时会以它作为表象来表示波函数.波矢在这里就是抽象的希尔伯特空间(函数空间)的一个基矢.因此也可以叫k空间.(也有p动量空间,r坐标空间等). 由k=2π/λ可知,波长越长,波矢越小.

原子轨道和波函数的关系

波函数，或态函数，是解薛定格方程得出来的数学解。在化学里，人们常将这种波函数叫做单电子（或氢原子）原子轨道。由于波函数是复变函数，在实空间中无法“观察”（无物理意义），但是波函数得“平方”是实数，可被观察（代表了在该空间区域发现“试验电子”的几率密度）。故有些书将波函数的“平方”也称为原子轨道。

一个能级可以有多少个电子

一个能级可以有两个电子，每个电子都代表一个波函数一个量子态

一个轨道最多能容纳2个电子（自旋方向不同）

设晶格是由N个格点组成, 则一个能带有N个不同的波矢状态, 能容纳2N个电子. 由于电子的能带是波矢的偶函数, 所以能级有(N/2)个. 可见一个能级上包含4个电子.

什么是物质波

物质波（德布罗意波），是概率波，指空间中某点某时刻可能出现的几率其中概率的大小受波动规律的支配。

比如一个电子，如果是自由电子，那么它的波函数就是行波，就是说它有可能出现在空间中任何一点，每点几率相等。如果被束缚在氢原子里，并且处于基态，那么它出现在空间任何一点都有可能，但是在波尔半径处几率最大。对于你自己也一样，你也有可能出现在月球上，但是和你坐在电脑前的几率相比，是非常非常小的，以至于不可能看到这种情况。这些都是量子力学的基本概念，非常有趣。也就是说，量子力学认为物质没有确定的位置，它表现出的宏观看起来的位置其实是对几率波函数的平均值，在不测量时，它出现在哪里都有可能，一旦测量，就得到它的平均值和确定的位置。量子力学里，不对易的力学量，比如位置和动量，是不能同时测量的，因此不能得到一个物体准确的位置和动量 ，位置测量越准 ，动量越不准。这个叫不确定性原理，当然即使不测量，它也存在。机械波是周期性的振动在媒质内的传播，电磁波是周期变化的电磁场的传播．物质波既不是机械波，也不是电磁波．在德布罗意提出物质波以后，人们曾经对它提出过各种各样的解释．到1926年，德国物理学家玻恩（1882～1970）提出了符合实验事实的后来为大家公认的统计解释：物质波在某一地方的强度跟在该处找到它所代表的粒子的几率成正比．按照玻恩的解释，物质波乃是一种几率波．德布罗意波的统计解释粒子在某处邻近出现的概率与该处波的强度成正比

物质波（德布罗意波），是概率波，指空间中某点某时刻可能出现的几率其中概率的大小受波动规律的支配。比如一个电子，如果是自由电子，那么它的波函数就是行波，就是说它有可能出现在空间中任何一点，每点几率相等。如果被束缚在氢原子里，并且处于基态，那么它出现在空间任何一点都有可能，但是在波尔半径处几率最大。对于你自己也一样，你也有可能出现在月球上，但是和你坐在电脑前的几率相比，是非常非常小的，以至于不可能看到这种情况。这些都是量子力学的基本概念，非常有趣。

也就是说，量子力学认为物质没有确定的位置，它表现出的宏观看起来的位置其实是对几率波函数的平均值，在不测量时，它出现在哪里都有可能，一旦测量，就得到它的平均值和确定的位置。

量子力学里，不对易的力学量，比如位置和动量，是不能同时测量的，因此不能得到一个物体准确的位置和动量 ，位置测量越准 ，动量越不准。这个叫不确定性原理，当然即使不测量，它也存在。

机械波是周期性的振动在媒质内的传播，电磁波是周期变化的电磁场的传播．物质波既不是机械波，也不是电磁波．在德布罗意提出物质波以后，人们曾经对它提出过各种各样的解释．到1926年，德国物理学家玻恩（1882～1970）提出了符合实验事实的后来为大家公认的统计解释：物质波在某一地方的强度跟在该处找到它所代表的粒子的几率成正比．按照玻恩的解释，物质波乃是一种几率波．德布罗意波的统计解释粒子在某处邻近出现的概率与该处波的强度成正比

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