机械波的波函数的物理意义如下:
力学中的波函数是对系统的数学描述,可以把波函数看成是一个复数形式的概率振幅。根据玻恩的力学描述,波函数的模方代表了一个粒子在空间某处出现的概率。
由于微观粒子具有波粒二象性,粒子的位置和动量不能同时有确定值,因而质点状态的经典描述方式不适用于对微观粒子状态的描述,物质波于宏观尺度下表现为对几率波函数的期望值,不确定性失效可忽略不计。
波函数是量子力学中描写微观系统状态的函数。在经典力学中,用质点的位置和动量(或速度)来描写宏观质点的状态,这是质点状态的经典描述方式,它突出了质点的粒子性。由于微观粒子具有波粒二象性。
粒子的位置和动量不能同时有确定值(见测不准关系),因而质点状态的经典描述方式不适用于对微观粒子状态的描述,物质波于宏观尺度下表现为对几率波函数的期望值,不确定性失效可忽略不计。
历史发展:
在1920年代与1930年代,理论量子物理学者大致分为两个阵营。第一个阵营的成员主要为路易·德布罗意和埃尔温·薛定谔等等,他们使用的数学工具是微积分,他们共同创建了波动力学。第二个阵营的成员主要为维尔纳·海森堡和马克斯·玻恩等等,使用线性代数,他们建立了矩阵力学。后来,薛定谔证明这两种方法完全等价。
德布罗意于1924年提出的德布罗意假说表明,每一种微观粒子都具有波粒二象性。电子也不例外,具有这种性质。电子是一种波动,是电子波。电子的能量与动量分别决定了它的物质波频率与波数。既然粒子具有波粒二象性,应该会有一种能够正确描述这种量子特性的波动方程。