在@的回答中添加一些与主题无关的细节(俗称跑题)。
在量子系统中,平均内能的变化可以分为两部分:
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,各个能级的概率分布没有变化英语作文,只是能级与能级本身的间隔发生了变化。 这类似于经典热力学中活塞气体体积变化所做的功做功,因此这部分被视为系统所做的功。 第二部分 E_n sum_n dp_n:=bar d Q 中,能级没有变化,但概率分布发生了变化,熵也相应发生了变化,所以对应的是传热过程。 因此,我们重新获得热力学第一定律 dE = bar d W + bar d Q 。
因此,“光吸收是否起作用或传递热量”取决于过程本身的细节。 物质吸收光的过程有很多,不能一概而论。
接下来是题外话部分。
前面的内容非常直观,直到我们意识到一件事:量子力学似乎与测量有很大关系。
考虑一个无时间的量子系统。 从这一刻到时间τ结束,我们对这个系统施加一些外部影响(改变磁场、照射光束等),这种影响一直持续到某个时间τ结束。 那么,这种外部影响对系统做了多少工作呢?
这并不简单,W = Delta E。
这是正确的。 但要确定ΔE,我们需要知道施加外力之前的能量和施加外力之后的能量。 这涉及量子系统的两个测量:
这意味着开始和结束时测量的能量是随机变量。 当然做功,外力对系统所做的功 W = E_m^tau - E_n^0 也是一个随机变量,其概率分布为:
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,这实际上仍然是 W = Delta E,但它已经扩展到量子力学系统并包括测量对系统的影响。 外力对系统的影响包含在时间演化算子中。 第一次测量使系统处于 |n 状态,因此第二次测量会受到第一次测量结果的影响,因此我们需要转移概率 p_{mn} - 实际上它是条件概率。
这是目前广泛接受的量子力学体系下的功定义。 所以,
在量子系统中,“做功”的概念其实并不简单。