当前课程知识点:量子力学(上) > 第三章 一维势场中的粒子 > 3.1一维运动问题的一般分析 > 3.1.1 一维定态薛定谔方程的解的一般特征
从现在开始
我们要研究具体的
量子力学系统
首先是一个最简单的
一维系统
也就是说
我们来研究一下
一维势场中的粒子
第一节
先对一维运动问题
做一个一般的分析
它的出发点
就是
一维定态薛定谔方程的
解的一般特征
一维定态薛定谔方程
如果写成
二阶常微分方程的标准形式
那么就是
二阶微分项系数取作 1
那么后面是其它的部分
对于定态薛定谔方程来说
不存在一阶微分项
所以说后面这一项
就是没有微分的项
我们发觉
这个方程的解的特征
和这一项有重要的关系
因为
这一项的括号里边
是 E 减去 V
它大于零或者小于零
对于解有重要的影响
那么
这两个区域从物理的角度
来理解是什么意思呢
E 是粒子的总能量
是动能加势能
而动能永远是非负的
所以
如果 E 大于 V 的话
用经典的话来说
就是动能大于零
如果 E 小于 V 呢
从经典的角度来说
就是动能小于零
当然在经典的意义下
动能小于零是不可能的
所以
我们把 E 大于 V 的
这个区域
称之为经典允许区
而 E 小于 V 的区域
称为经典禁戒区
这样一来
就很容易理解
为什么它们的解的行为
会有重要的区别
解析地说
我们可以
进行下面这样的分析
把刚才的方程
重新写为这个样子
它的左边是
ψ 的二阶导数除以 ψ
右边是负的(E-V)
前面乘以一个系数
我们可以分成
这两个区域来分析
一个是 E-V 大于零
也就是说
在这个区域叫做经典允许区
方程的右边是小于零的
这样一来就意味着
ψ 对 x 的二阶导数和 ψ
互相反号
如果说
ψ 本身是大于零的
也就是说
它的曲线在这个横轴的上方
那就是说它的
二阶导数是小于零的
那么我们知道
所谓二阶导数小于零
意味着这个曲线的形状
是向上凸起的
反过来说
如果 ψ 小于零
它的曲线在横轴的下方
它的二阶导数就要大于零
这就使得这个曲线
是向下洼的
如果这个曲线跨过横轴的话
那么我们就发觉
它会形成这样的
振荡形的特征
这就是经典允许区的
波函数的特点
反过来说
在经典禁戒区
函数的曲线在横轴的上方
是向下洼的
而横轴的下方是向上凸的
如果它跨过横轴的话
就会形成这样的
我们称之为单调变化的曲线
这样的分析
对于我们理解
波函数的行为
有重要的启发
-引言
--引言
-1.1 普朗克的光量子假说
-1.2 玻尔的原子结构模型
-1.3 德布罗意的物质波假说
-第一章 量子力学的历史渊源--第1周作业
-2.1波函数
-第二章 波函数与薛定谔方程--第2周作业
-2.2 薛定谔方程
-第二章 波函数与薛定谔方程--第3周作业
-3.1一维运动问题的一般分析
-第三章 一维势场中的粒子--第4周作业
-3.2 方势阱
-3.3 δ函数势阱
-第三章 一维势场中的粒子--第5周作业
-3.4 线性谐振子
-3.5 一维散射问题
-第三章 一维势场中的粒子--第6周作业
-*3.6 δ势的穿透
-*3.7 周期性势场中的能带结构
--第三章 一维势场中的粒子--第7周作业
-4.1 算符及其运算
-第四章 力学量用算符表示--第8周作业
-4.2 厄密算符的主要性质
-第四章 力学量用算符表示--第9周作业
-4.3 动量本征函数的归一化
-4.4 角动量算符的本征值和本征态
-第四章 力学量用算符表示--第10周作业
-5.1 量子力学中的守恒量
-5.2 对称性与守恒量
-第五章 量子力学中的对称性与守恒量--第11周作业
-5.3 全同粒子系统波函数的交换对称性
-*5.4 Schrödinger图画和Heisenberg图画
-第五章 量子力学中的对称性与守恒量--第12周作业
-6.1 中心力场中粒子运动的一般性质
-*6.2 球无限深势阱
-第六章 中心力场--第13周作业
-6.3 三维各向同性谐振子
-6.4 氢原子和类氢离子
-7.1 带电粒子在电磁场中的薛定谔方程
-*7.2 朗道能级
-*7.3 阿哈罗诺夫-博姆(Aharonov-Bohm)效应