物理好图 最响亮的那个音高,“基音”,琴弦基音的振动频率只与琴弦固定端的距离有关

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文艺青年崔健在《这儿的空间》里唱道：想的都没说，说的也都没做，乐的就是弹吉他为你唱个歌。科学青年的乐趣是弹着吉他为你讲量子论。琴弦两端固定，拨一下，无论用力还是轻柔，出来都是同一个调儿，最响亮的那个音高，称为“基音”。在同一根弦上，左手按住琴弦从低把位向高把位滑动，音逐渐变高，因为琴弦基音的振动频率只与琴弦固定端的距离有关

现在考虑一个微观粒子，被囚禁在一维的盒子里，因为无法逃脱，这个粒子在盒子边缘出现的几率被限制为零，而其他地方的几率分布必须是波的形状——如图4所示，类似于琴弦的情况。这一来，粒子的几率波便无法任意取值，而只能取一系列分立的特定值。于是，波的频率就被量子化了，又因为微观粒子的能量和频率成正比，粒子的能量也就成为分立的，这些分立的能量叫做“能级”。粒子如果吸收能量，比如吸收一个能量合适的光子，它将从低能级跃迁到高能级；反之，也会释放能量，一个光子就被吐了出来。