摘要: 针对《结构化学》教材通常直接以一维无限深势箱作为量子力学首个模型、学生易困惑“为何要引入势箱”的问题,本文从自由粒子与势箱中粒子所满足的Schrödinger方程出发,比较二者的本征态、动量、概率密度和能谱。自由粒子的动量本征态为δ归一化平面波,波矢和能量连续;可归一化的物理状态由不同波矢的平面波连续叠加构成,高斯波包定量满足ΔxΔp=ħ/2。无限深势箱(束缚态)的边界条件ψ(0)=ψ(L)=0筛选出kn=nπ/L,使行波组合成驻波(状态函数)并产生离散能谱(分立量子化能级)。当L趋于无穷大时,相邻允许波矢的间隔π/L趋于零,离散谱过渡为连续谱。上述比较有助于学生理解束缚态、边界条件、测不准关系以及能量量子化之间的内在联系。