量子学概念:基态
阅读霍金的《果壳中的宇宙》,其中,基态的概念敬请师者帮助解答,谢谢!
原子的核外电子受了其它能量激发(吸收了外界能量)后,原子可以处于不同的能量状态。这些能态中能量最低的那个,也就是没有被激发时的状态就叫基态。基态的能量是确定的,不能有比这更低的能态,否则就不叫基态了。
就是“能量最低的本征态”吧。 如果用公式算的话,推来推去得到能量的表达式后,在可取的范围里找最小值,那就是基态了。也就是说,在理论本身规定的范围里,基态之类是几个基本公式的自然而然可以推导出的结果。当然,所谓公式是通过数学化地描述被发现的规律而得到的。 如果没有量子力学概念,那么基态其实就是指能量最低的状态,或者说在讨论范围里,不能再对外做功的状态。这个说法在量子力学里,至少在字面上也是成立的。问题是以经典力学的概念来说,这时的粒子应该是静止的,但是量子力学的基本概念(在当年来说就是基本假设了)却要求此时的粒子实际上是运动的。这种矛盾/分歧,就引出了后来一大段历史了,说是波澜壮阔也不过分。 详细的楼主可以找书看。 以上纯属胡诹,楼主谨慎选择。
基态的概念并不限于原子,真空也是一种基态,真空也是有能量(质量)的,这就是所谓真空不空,其实就是真空也是一种能量不为零的基态.除了这些之外,量子物理学(不管力学还是场论,还是以后的量子引力等)到处都有基态的影子,基态也只存在于量子理论中,经典理论并没有基态一说,换句话说,经典理论的"基态"其实是"零",一个很好的例子就是真空,经典理论认为真空是绝对的一无所有,完全虚无,没有物质能量,而量子理论中真空并不是绝对虚无的,也是有能量的,只是并不能利用而已.广义相对论(或宇宙学)中的的宇宙学常数,被认为是真空基态的一种体现,它表明,没有任何物质和场的真空也是有能量的,所以,这个时空也是弯曲的,而不是平直的!
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