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时间:2022-10-24
《高二物理竞赛课件:量子力学之薛定谔方程》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
薛定谔方程
1薛定谔方程是量子力学的基本假设之一,只能建立,不能推导,其正确性由实验检验。1.建立(简单→复杂,特殊→一般)一维自由粒子的振幅方程式中:振幅函数与驻波类比
2要求波函数Ψ(x,t)的模方,只需求振幅函数Ψ(x)的模方。建立关于振幅函数Ψ(x)的方程——振幅方程*
3非相对论考虑自由粒子:势函数*代入得即一维自由粒子的振幅方程
4一维定态薛定谔方程*代入粒子在力场中运动,且势能不随时间变化即一维定态薛定谔方程得
5三维定态薛定谔方程拉普拉斯算符即三维定态薛定谔方程振幅函数
6一般形式薛定谔方程哈密顿算符
7
8求定态问题:一维:三维:
9体系由N个粒子组成(N>1)体系能量为:将能量公式变为算符公式:多粒子体系的薛定谔方程
10将算符公式同时作用在多粒子波函数Ψ(r1,r2,…,t)上,这样就得到多粒子的薛定谔方程:
11讨论:1、薛定谔方程也称波动方程,描述在势场U中粒子状态随时间的变化规律。2、建立方程而不是推导方程,正确性由实验验证。薛定谔方程实质上是一种基本假设,不能从其他更基本原理或方程推导出来,它的正确性由它解出的结果是否符合实验来检验。3、薛定谔方程是线性方程。是微观粒子的基本方程,相当于牛顿方程。4、自由粒子波函数必须是复数形式,否则不满足自由粒子薛定谔方程。5、薛定谔方程是非相对论的方程。
12求解问题的思路:1.写出具体问题中势函数U(r)的形式代入方程2.用分离变量法求解3.用归一化条件和标准条件确定积分常数只有E取某些特定值时才有解本征值本征函数4.讨论解的物理意义,即求||2,得出粒子在空间的概率分布。
13薛定谔的另一伟大科学贡献《Whatislife?》
14薛定谔(Schroding,1897-1961)奥地利人,因发现原子理论的有效的新形式一波动力学与狄拉克(Dirac,1902-1984)因创立相对论性的波动方程一狄拉克方程,共同分享了1933年度诺贝尔物理学奖
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