在@的回答中添加一些與主題無關的細節(俗稱跑題)。
在量子系統中,平均內能的變化可以分為兩部分:
E:= E =sum_n p_n E_n dE = p_nsum_n dE_n + E_n sum_n dp_n
第一部分 p_nsum_n dE_n:=bar d W 中,各個能級的概率分布沒有變化英語作文,只是能級與能級本身的間隔發生了變化。 這類似于經典熱力學中活塞氣體體積變化所做的功做功,因此這部分被視為系統所做的功。 第二部分 E_n sum_n dp_n:=bar d Q 中,能級沒有變化,但概率分布發生了變化,熵也相應發生了變化,所以對應的是傳熱過程。 因此,我們重新獲得熱力學第一定律 dE = bar d W + bar d Q 。
因此,“光吸收是否起作用或傳遞熱量”取決于過程本身的細節。 物質吸收光的過程有很多,不能一概而論。
接下來是題外話部分。
前面的內容非常直觀,直到我們意識到一件事:量子力學似乎與測量有很大關系。
考慮一個無時間的量子系統。 從這一刻到時間τ結束,我們對這個系統施加一些外部影響(改變磁場、照射光束等),這種影響一直持續到某個時間τ結束。 那么,這種外部影響對系統做了多少工作呢?
這并不簡單,W = Delta E。
這是正確的。 但要確定ΔE,我們需要知道施加外力之前的能量和施加外力之后的能量。 這涉及量子系統的兩個測量:
這意味著開始和結束時測量的能量是隨機變量。 當然做功,外力對系統所做的功 W = E_m^tau - E_n^0 也是一個隨機變量,其概率分布為:
P(W) = sum_{mn} delta(W - Delta ^{tau 0}_{mn}) p_{mn}p_n, begin{cases} Delta ^{tau 0}_{mn } = E^tau_m - E^0_n\ p_{mn} =|{m}vert U_tauvert{n}|^2end{cases}
嗯,這實際上仍然是 W = Delta E,但它已經擴展到量子力學系統并包括測量對系統的影響。 外力對系統的影響包含在時間演化算子中。 第一次測量使系統處于 |n 狀態,因此第二次測量會受到第一次測量結果的影響,因此我們需要轉移概率 p_{mn} - 實際上它是條件概率。
這是目前廣泛接受的量子力學體系下的功定義。 所以,
在量子系統中,“做功”的概念其實并不簡單。