1樓:甲珂莘之桃
定態薛丁格方程。
h\psie\psi
中的能量e不隨時間變化,哈密頓量h不含時。一般教材上選取的方勢阱,諧振子都是這種情況。
但一般薛丁格方程的形式是含時的:di
hbarpsih(t)psidt
這個可以描述任意勢場中的運動,不論含不含時,是否是保守力。這是很普遍的,例如,描述電子在光場中的運動,光脈衝是含時且非保守力場。如果光場較弱,可以用含時微擾處理,典型的是費公尺**定律,在二能級系統的基礎上加上光場的微擾項。
微擾思想只是一種近似,目的是根據已知解,加入擾動項得到未知哈密頓量下的波函式。但如果光場很強,與光場相互作用的大小可以與零階作用相比擬(例如電子受到的不含時束縛勢的作用),微擾處理就有問題了。這個時候一般直接對含時薛丁格方程做數值求解。
所以結論是,薛丁格方程無論處於什麼樣的力場下都成立,與能量守不守恆無關(含時情況下允許能量變化);微擾只是一種近似求解薛丁格方程的方法並有侷限性,你完全可以直接求解一般形式的薛丁格方程而不借助微擾論。
2樓:城曲晁映安
如果有非保守力,那麼勢能函式就寫不出來,更沒辦法解薛丁格方程。微擾不過是求複雜的微積分方程的解析解的一種辦法,對此也無能為力。
為什麼量子力學中要用薛丁格方程來描述粒子的運動?
3樓:網友
薛丁格方程是量子力學中描述微觀粒子運動嫌滾爛的基本方程之一。它是由奧地利物理學家埃爾溫·薛丁格在1926年提出的,並在隨後的幾十年備攜中得到了廣泛的應用和發芹漏展。
在量子力學中,波函式是描述微觀粒子運動狀態的重要工具。而薛丁格方程則是波函式的解析表示式,它可以通過解方程來得到微觀粒子的波函式,從而描述它們的運動狀態和相互作用。薛丁格方程反映了微觀粒子的波動性質,它描述了微觀粒子的能量、動量和位置等資訊如何隨著時間變化而變化。
除了描述微觀粒子的運動狀態外,薛丁格方程還有其他重要的應用。例如,它可以用於計算微觀粒子的散射係數等特徵值,從而可以用來研究微觀粒子的物理性質。此外,薛丁格方程還可以用於模擬量子系統中的雜訊和干擾,從而可以更好地理解和控制量子系統的行為。
總之,薛丁格方程在量子力學中扮演著非常重要的角色,它是量子力學的基本假設之一,也是描述微觀粒子運動狀態的重要工具。
4樓:健身達人小俊
薛丁格定律是薛丁格提出的量子力學基本方程,建立於1926年。它是乙個非相對論的波動方程。它反映了描述微觀粒子的狀態隨時間變化的規律,它在量子力學中的地位相當於牛頓定律對於經典力學一樣,是量子力學的基本假設之一。
它是將物質波的概念和波動方程相結合建立的二階偏微分方程,可描述微觀粒子的運動,每個微觀系統都有一伏磨個相應的薛丁格方程式,通過解方程可得到波函式的具體形式以及對應的能量,從而瞭解微觀系統的性質。薛丁格方程表明量子力學中,粒子以概率的方式出現,具有不確定性,巨集觀尺度下失效可忽略不計。
薛丁格定律廣泛地用於原子物理、核物理和固體物理,對於原子、分子、核、固體等一系列問題中求解的結果都與實際符合得很好。薛丁格定律僅告廳灶適用於速度不太大的非相對論粒子,其中也沒有包含關襪扮於粒子自旋的描述。當計及相對論效應時,薛丁格定律由相對論量子力學方程所取代,其中自然包含了粒子的自旋。
《量子力學》波函式與薛丁格方程
5樓:戶如樂
選自曾謹言。
小記:從實空間到倒空間,是順時針,乘上 。
對於普通的單色平面波有, 其傅利葉變換則有。
如果是gauss波包,其傅利葉變換也是乙個波包。且波包寬度 和 之間滿足不確定性關係。
除此以外,傅利葉變換可以保留波函式的歸一化性質。
相速度:等相面運動的速度。
群速度:波包中心的運動速度。
總結:相速度是相位的移動速度,實際上就是振幅的傳播速度。
而群速度是振幅的變化的移動速度,可以理解為波包的傳播速度。
推廣到de brogile波,有 ,可得。
發現,物質波的群速度就是經典粒子的運動速度。
同樣,乙個物質波可以看做乙個波包,由多個單色平面波疊加而成。因此,根據de brogile關係,可以認為。
能量(動量)是不確定的,具有乙個分佈。波包的概念天然得適應不確定性關係。
推導思路:色散關係可以用taylor式到二階,代入到波包的單色平面波傅裡兆友葉式中。波包可以簡單取gauss波包(k空間),得到最終 ,計算其強度分佈 和寬度 ,發現寬度是隨著時間不斷增大的,即不斷擴散。
基於這個結論,我們發現,物質波的色散關係是存在二階項係數的,這就意味著,物質波包必然要擴散,這是反常理的。
波函式的統計詮釋:正比於在該點附近小體積元處找到粒子的概率,該統計詮釋解決了物質波包擴散、單個電孝猜早子波動性、粒子性與波動性統一的問題
實際上,電子錶現出的粒子性只是其中一部分:即有確切的質量、電荷,但是並不意味著有確定運動軌道;電子的波動性也只是相干疊加性。
波函式根據統計詮釋,有歸一化條件: 同時,由於我們更關注相對的概率分佈,因此,通常表示為平方可積條件:
除了相對概率,波函式還存在相位不定性,即係數乘上 依然是歸一化的,所以我們認為相位有無,其都描述的是同乙個概率波。
對於多粒子體系,其波函式表示為 ,即多維位形空間中的概率波。
入射粒子可以看做是乙個物質波波包,由許多單色平面波疊加而成。而動量具有關係 ,因此,我們可以將波函式進行平面波(按照動量)展巧雀開,有 其具有對應的逆變換就是 , 就代表了波函式 中所含平面波 的成分。
實驗實現粒子的動量分佈測量:電子衍射實驗有 ,即衍射出射角度 與入射粒子的動量 有關。而該動量的概率就是入射波的對應fourier分波波幅 ,其越大,則衍射強度越大。
所以我們可以根據衍射波譜得到衍射前粒子動量的分佈概率。
薛丁格方程中角量子數和磁量子數怎麼理解?
6樓:黑科技
你好。薛丁格方程是很數學的東西,非要這樣理解嗎?
—這個過程是這樣的,結論在下一段———
1,角動量算符的三個分量不對易,不能分離變數求解,所以只能求角動量平方和z方向角動量(l^2和lz對易),然後寫出哈密頓量,得到薛丁格方程。
2,利用對易關係分離變數,得到θ和ψ方向的兩個方程。
3,ψ方向方程利用繞z軸一圈值不變的邊界條件,可以得到乙個引數m的量子化條件,——磁量子數出來了。
3,θ方向的方程可以化簡為乙個連帶legendre方程,該方程有ξ=±1兩個奇點,所以必須滿足|ξ|1的邊界條件,得到乙個l(l+1)整數的量子化條件,——角量子數出來了。
當然,也可以用矩陣形式推導,看起來會比較簡單,方法大體上也是用對易關係開始,列矩陣方程,再求本徵方程的解。
—總結一下,怎麼理解———
從薛丁格方程出發,這兩個量子數都是方程的邊界條件要求的。總而言之,只要薛丁格方程我們承認了,很容易就直接從數學上推出這兩個量子數了。他們告訴我們,薛丁格方程中,角動量和角動量的z方向分量只能取分立的值,而不能取連續的值。
就是這樣。最後一句,不要搞反了邏輯關係,人類首先發現量子數,為了解釋和應用,才創造出薛丁格方程,並把薛丁格方程作為乙個基本假設。
不懂歡迎追問,感覺有幫助哈。
薛丁格方程的解都是物理上可以實現的嗎?
7樓:帳號已登出
薛丁格方程的解都是物理上可以實現的。
薛丁格方程是量子力學。
最基本的方程,亦是量子力學的乙個基本假定,其正確性只能靠實驗來確定。薛丁格建立的適用於低速情況的、描述微觀粒子在外力培粗場中的微分方程。
稱為薛丁格方程。
它是將物質波。
的概念和波動方程相結合建立的二階偏微分方程,可描述微觀粒子的運動,每個微觀系統都有乙個相應的薛丁格方程式。
通過解方程可得到波函式。
的具體形式以及對應的能量,從而瞭解微觀系統的性質。
方程定義。薛丁格方程(schrodinger equation)在量子力學中,體系的狀態不能用力正塵學量(例如x)的值來確定,而是要用力學量的函式ψ(x,t),即波函式(又稱概率幅,態函式)來確定,配清鎮因此波函式成為量子力學研究的主要物件。力學量取值的概率分佈如何,這個分佈隨時間如何變化,這些問題都可以通過求解波函式的薛丁格方程得到解答。
求關於量子力學的題目解答,求解量子力學的幾道問答和填空題急
額 這抄道小破題不值得這襲 麼多分的 敝人做過bain遍了,du其實不難,但是懶得zhi再寫一遍答案,因dao此就把標準答案做成 發上來了 答案當然是在 z表象中了 你不是吧 補充的題目更簡單你也不會嗎?答案如下,不過量子力學的題目必須自己做才能學會 最後這張是補充 是 2 z表象吧 在 2 z表象...
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