零点能量

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反映量子物理的普遍特征的一个概念。

在量子物理中量子能量存在最小值，是一个确定的常数1／2hW，也是量子能量测量的最小值，作测量的零点称零点能。它同经典物理能量测量零点任意选取完全不同。普朗克在1900年提出能量子概念用以解释黑体辐射，曾假定谐振子能量的最小值为ε。=hv，以此为单位假定为最小能量子。普朗克最小能量子，在1905年爱因斯坦提出光量子的能量为E=hv，v为光的频率，h为普朗普适常数，值为6．626×10^－27尔格·秒。E也为光子的基本能量单位。1913年玻尔将普朗克量子概念运用在原子结构上，他假定原子能级跃迁并辐射式吸收光，其能量跃迁单位也是hω，因此hv或hω即为量子物理中的最小能量单位，这个能量单位与普朗克常数的数量级等价。1926年薛定谔建立量子力学，以薛定谔方程求解线性谐振子的本征能量，得E=(n+1／2)hw n=0，1，2，……

其中n=0的本征能量=1／2hw称做零点能。

线性谐振子的零点能具有其普遍性，因为线性谐振子的模型代表了普朗克处理黑体辐射的量子模型，也代表了玻尔处理原子结构的核外电子模型，又是光的发射体的基本机制。

由线性谐振子所计算的最小能量是普朗克作用量子的1／2，能量间隔都以普朗克常数h为标准。零点能的存在，同1926年海森堡发现的测不准原理也是符合的。根据测不准原理，一对共轭的力学量不能同时准确地做出测量，最高精度只可能做到h的数量级，同时揭示出量子测量的能量只可能是h的数量级，不能再提高了，而最小能量即零点能，在实验仪器上是无法显示的。

因此零点能反映了量子物理的普遍特征：不能无限提高测量精度。