密度分佈

密度分佈

密度分佈,也叫概率密度分佈,概率指事件隨機發生的機率,對於均勻分佈函數,密度分佈等於一段區間(事件的取值範圍)的概率除以該段區間的長度,它的值是非負的,可以很大也可以很小。

定義


對於隨機變數X的分佈函數,如果存在非負可積函數,使得對任意實數x,有。
則X為連續型隨機變數,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間為前提。可以把概率密度看成是縱坐標,區間看成是橫坐標,概率密度對區間的積分就是面積,而這個面積就是事件在這個區間發生的概率,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,它必須要有區間作為參考和對比。

物理概念


電子運動的狀態有波函數來描述,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。處於不同運動狀態的電子,它們的各不相同, 當然也不同。
密度大則事件發生的分佈情況多,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。在原子和外分佈的小黑點,好像一團帶負電的雲,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,對於一個質量為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繫的波函數 ,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,電子云並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。