密度分布,也叫概率密度分布,概率指事件隨機發(fā)生的機率,對于均勻分布函數,密度分布等于一段區(qū)間(事件的取值范圍)的概率除以該段區(qū)間的長度,它的值是非負的,可以很大也可以很小。

定義

對于隨機變量X的分布函數

,如果存在非負可積函數

,使得對任意實數x,有

則X為連續(xù)型隨機變量,稱

為X的概率密度函數,簡稱為概率密度。

單純的講概率密度沒有實際的意義,它必須有確定的有界區(qū)間為前提??梢园迅怕拭芏瓤闯墒强v坐標,區(qū)間看成是橫坐標,概率密度對區(qū)間的積分就是面積,而這個面積就是事件在這個區(qū)間發(fā)生的概率,所有面積的和為1。所以單獨分析一個點的概率密度是沒有任何意義的,它必須要有區(qū)間作為參考和對比。

物理概念

電子運動的狀態(tài)有波函數

來描述,

表示電子在核外空間某處單位體積內出現的概率,即概率密度。處于不同運動狀態(tài)的電子,它們的

各不相同,

當然也不同。

密度大則事件發(fā)生的分布情況多,反之亦然。若用黑點的疏密程度來表示各個電子概率密度的大小,則

大的地方黑點較密,其概率密度大,反之亦然。在原子和外分布的小黑點,好像一團帶負電的云,把原子核包圍起來,人們稱它為電子云。

1926年,奧地利物理學家薛定諤運用偏微分方程,建立了描述微觀粒子運動的波動方程,即薛定諤方程。由薛定諤方程式的可知,對于一個質量為m,在勢能為V的勢場中運動的微粒來說,有一個與這個微粒運動相聯系的波函數

,這個波函數就是薛定諤方程的一個合理的解,每一個解都與相應的常數E對應,就是微粒在這一運動狀態(tài)的能量(或能級)。

表示原子核外空間某點

處電子出現的概率密度,即在該點處單位體積中電子出現的概率。用來表示概率密度的幾何圖形俗稱電子云,電子云并非眾多電子彌散在核外空間,而是電子在核外空間各處出現的概率密度的形象表現。