包立不相容原理

王朝百科·作者佚名  2010-09-15
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泡利不相容原理(Pauli Exclusion Principle),也称泡利原理,是一个重要的量子力学原理。它是由沃尔夫冈·泡利1925年通过实验观察总结出来的。

狭义最初泡利是在总结原子构造时提出一个原子中没有任何两个电子可以拥有完全相同的量子态。

解释假如将任何两个粒子对调后波函数的值的符号改变的话,那么这个波函数就是完全反对称的。这说明两个费米子在同一个系统中永远无法占据同一量子态。由于所有的量子粒子是不可区分的,假如两个费米子的量子态完全相同的话,那么在将它们对换后波函数的值不应该改变。这个悖论的唯一解是该波函数的值为零:Ψ = − Ψ,既Ψ = 0。

比如在上面的例子中假如两个粒子的位置波函数一致的话(),那么它们的自旋波函数必须是反对称的,也就是说它们的自旋必须是相反的。

应用范围泡利不相容原理对所有费米子(其自旋数为半数的粒子)有效。费米子遵循费米-狄拉克统计。

自旋为整数的粒子被称为玻色子。玻子遵守玻色-爱因斯坦统计,泡利不相容原理对它们无效。玻子可以占据相同的量子态。

 
 
 
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