位置空间与动量空间

位置空间与动量空间是物理学中一对联系紧密的矢量空间。 位置空间（或称实空间、坐标空间）是空间中所有物体的位置向量r的集合。这个空间通常是三维的。位置向量定义了空间中的一个点。如果位置向量随时间会发生变化的话，那么它就可以描绘出一个路径或一个面，如粒子的运动轨迹。 动量空间是空间中所有物体的动量向量的集合。这个空间通常也是三维的。一个物体的动量可以反映它的运动情况。无论在经典力学还是在量子力学中，动量都是非常重要的一个概念。然而，依据量子力学的德布罗意关系，p = ħk，一个自由粒子的动量正比于波矢。系统的所有波矢的集合构成波矢空间。在不严格区分动量与波矢时，这两个概念可以混用。但在晶体中，德布罗意关系并不成立。 位置与动量间的对偶性是庞特里亚金对偶性的一个例子。 位矢r的量纲为[L]，动量p的量纲为[M][L][T]−1，波矢k的量纲为[L]−1，因而类比于角频率ω之于时间t，k可以视为系统空间上的频率。一个系统的物理现象既可以用位矢描述，也可以用动量描述。两种描述方式所提供的系统信息是等价的。通常利用r描述更为直观，但在固体物理学中，k更为常用。