当前课程知识点:量子力学(上) >  第三章 一维势场中的粒子 >  3.4 线性谐振子 >  3.4.2 厄密多项式

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3.4.2 厄密多项式在线视频

3.4.2 厄密多项式

下一节:3.4.3 线性谐振子的能级和波函数

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3.4.2 厄密多项式课程教案、知识点、字幕

我们下面就

利用级数方法

来分析一下 H 的解

应该是什么样子

所谓级数解法

就把 H(ζ)

写成 ζ 的幂级数

现在这些系数 c k

是待求的

把这样的级数形式

代入到方程里边去

方程的各项也都成为

无穷级数

其中这些项是

ψ 的导数给出来的

这一项是

ψ 没有求导的那一项

于是就变成了这样的一个

无穷级数的方程

那么这个式子等于零

要导致系数之间的一个

递推关系

因为这里要注意

这项的 ζ 的幂次是 k-2

而这项的幂次是 k

我们应该重新调节

这里边的求和的约定

把这两项的幂次

调成一致

那么这个式子等于零

就导致了

c k 和 c k+2 之间

有一个确定的关系

那么这个关系

称之为

系数的递推关系

那就是

只要我知道了c k

那么通过这个关系

就可以求得 c k+2

这里边的 k

可以从 0 开始

取所有的非负整数

当然根据刚才所说的

系数的递推关系

只要知道了 c 0 和 c 1

也就知道了

全部的系数

那么完全有可能

这样的一个过程要

无穷地进行下去

也就是说

k 趋于无穷

c k 永远是不等于零的

那么这个时候

你得到的是一个

真的无穷级数

我们可以证明

如果情况是如此的话

那么

在 x 趋近于

正负无穷的时候

H(ζ) 是趋近于这样的一个

指数函数

注意前边系数是 +1

如果是这样的话

你重新由它再得到

波函数 ψ

那么就发觉

ψ 在 x 趋于

正负无穷的时候

是 eζ2/2

这还是一个

发散的函数

这是物理上不能接受的

于是必须想办法

避免这种情况出现

唯一的出路是

这个级数

不是一个真的无穷级数

而仅仅是一个多项式

我们称之为

级数是中止的

或者是退化的

而这就要求 λ

只能取一些特殊的值

我们来看一看这个值

如何产生

假设我们要求

H(ζ) 是 ζ 的 n 次多项式

那么这就意味着

c n 是不等于零的

而 c n+2 要等于零

我们返回

看看这个递推公式

它就是由 c k 给出 c k+2

假如我这里让

k 等于 n

也就是

这里也就等于 n

而分子要等于零

你马上就发觉

这个时候

λ 就等于 2n+1

而这个 n

可以取值全部的非负整数

前面我们已经通过

谐振子的能量

定义了这个参数 λ

λ 有个这样的值

就给出了

谐振子的能量值

它也就和 n 有关

记作 En

它的数值是

(n + 1/2) × hbar ω

而 n 是从 0 开始的

全体非负整数

这就是

谐振子的一个能级图

这一块写的是

量子数 n 的值

这边写的

就是每一个量子数

所对应的能量值

以 hbar ω 为单位

分别是 1/2 3/2

5/2 等等

这样一些半整数

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序言

-引言

--引言

第一章 量子力学的历史渊源

-1.1 普朗克的光量子假说

--1.1.1 黑体辐射的能谱

--1.1.2 普朗克假说

--1.1.3 光电效应

--1.1.4 康普顿效应

-1.2 玻尔的原子结构模型

--1.2.1 氢原子光谱和弗兰克-赫兹实验

--1.2.2 玻尔模型

--1.2.3 索末菲量子化条件

-1.3 德布罗意的物质波假说

--1.3.1 德布罗意假说

--1.3.2 微观粒子波动性的实验

-第一章 量子力学的历史渊源--第1周作业

第二章 波函数与薛定谔方程

-2.1波函数

--2.1.1 波粒二象性的意义

--2.1.2 波函数的统计诠释

--2.1.3 波函数的归一化

--2.1.4 态叠加原理

--2.1.5 动量分布几率

--2.1.6 不确定关系

--2.1.7 力学量的平均值和力学量的算符表示

--2.1.8波函数应满足的要求

-第二章 波函数与薛定谔方程--第2周作业

-2.2 薛定谔方程

--2.2.1 薛定谔方程的引入

--2.2.2 几率守恒定律

--*2.2.3量子力学的初值问题 自由粒子的传播子

--2.2.4 定态薛定谔方程 能量本征方程

--2.2.5 非定态 薛定谔方程的一般解

--2.2.6 一般系统的薛定谔方程

--2.2.7 量子力学的表象

--2.2.8 量子力学中的测量 波包坍缩

-第二章 波函数与薛定谔方程--第3周作业

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

--3.1.2 关于一维定态薛定谔方程的解的基本定理

--3.1.3 一维定态的分类 束缚态和非束缚态

--3.1.4一维束缚态的一般性质

-第三章 一维势场中的粒子--第4周作业

-3.2 方势阱

--3.2.1 一维无限深势阱

--3.2.2 对称有限深方势阱

-3.3 δ函数势阱

--3.3.1 函数的定义和主要性质

--3.3.2 一维δ函数势阱中的束缚态

--3.3.3 δ函数势阱与方势阱的关系

-第三章 一维势场中的粒子--第5周作业

-3.4 线性谐振子

--3.4.1 方程的无量纲化和化简

--3.4.2 厄密多项式

--3.4.3 线性谐振子的能级和波函数

-3.5 一维散射问题

--3.5.1 一维散射问题的一般描述方法

--3.5.2 方势垒的量子隧穿

--3.5.3 方势阱的共振透射

-第三章 一维势场中的粒子--第6周作业

-*3.6 δ势的穿透

--3.6.1 δ势垒的穿透

--3.6.2 δ势阱的穿透

-*3.7 周期性势场中的能带结构

--*3.7.1 有限平移不变性,弗洛盖-布洛赫定理

--*3.7.2克勒尼希-彭尼模型,能带的形成

--第三章 一维势场中的粒子--第7周作业

第四章 力学量用算符表示

-4.1 算符及其运算

--4.1.1 基本的和导出的力学量算符

--4.1.2 线性算符

--4.1.3 算符的运算和厄密算符

--4.1.4算符的对易关系

-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

--4.2.1 算符的本证方程

--4.2.2 厄密算符的本征值

--4.2.3 本征函数系的正交性

--4.2.4 简并情形 共同本征函数

--4.2.5 力学量的完备集

--4.2.6 一般力学量的测量几率

--4.2.7 不确定关系的准确形式

-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

--4.3.1 动量本征函数在无穷空间中的归一化

--*4.3.2 动量本征函数的箱归一化

-4.4 角动量算符的本征值和本征态

--4.4.1角动量算符的球坐标表示

--4.4.2 角动量算符z的本征值和本征函数

--4.4.3 角动量平方算符的本征值和本征函数

--4.4.4 球谐函数的基本性质

-第四章 力学量用算符表示--第10周作业

第五章 量子力学中的对称性与守恒量

-5.1 量子力学中的守恒量

--5.1.1 力学量的平均值随时间的演化

--5.1.2 量子力学里的守恒量 好量子数

--*5.1.3 能级简并与守恒量

--*5.1.4 维里定理

-5.2 对称性与守恒量

--5.2.1体系的对称变换 幺正变换

--5.2.2 空间平移不变性与动量守恒

--5.2.3 空间旋转不变性与角动量守恒

--5.2.4 离散对称性及离散守恒量

-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

--5.3.1多粒子体系的描写

--5.3.2 全同粒子的不可区别性

--5.3.3波函数的变换对称性和粒子的统计性质

--5.3.4交换对称或反对称波函数的构成 泡利不相容原理

--5.3.5 自由电子气 费米面

-*5.4 Schrödinger图画和Heisenberg图画

--*5.4.1 薛定谔方程初值问题的形式解

--*5.4.2 薛定谔图画

--*5.4.3 海森堡图画

-第五章 量子力学中的对称性与守恒量--第12周作业

第六章 中心力场

-6.1 中心力场中粒子运动的一般性质

--6.1.1中心力场中薛定谔方程的约化

--6.1.2约化径向方程与一维薛定谔方程的比较

--*6.1.3 二体问题的分解 相对运动

-*6.2 球无限深势阱

--*6.2.1球坐标系中的自由粒子波函数

--*6.2.2球无限深势阱中能级的确定

-第六章 中心力场--第13周作业

-6.3 三维各向同性谐振子

--6.3.1 三维各向同性谐振子在直角坐标系中的解

--6.3.2球坐标系中的解 缔合拉盖尔多项式

-6.4 氢原子和类氢离子

--6.4.1 径向方程的化简及其解

--6.4.2 氢原子和类氢原子的能级和波函数

--6.4.3 氢原子的轨道磁矩 g因子

--6.4.4 碱金属原子的能级

--*6.4.5 电子偶素 电子偶素湮灭的EPR佯谬

第七章 带电粒子在电磁场中的运动

-7.1 带电粒子在电磁场中的薛定谔方程

--7.1.1 带电粒子在电磁场中的经典哈密顿量 正则动量

--7.1.2 带电粒子在电磁场中的薛定谔方程 规范条件

--7.1.3 经典的和量子的规范不变性

-*7.2 朗道能级

--7.2.1 带电粒子在均匀磁场中的经典运动

--7.2.2 带电粒子在均匀磁场中的量子运动 朗道能级

--*7.2.3 朗道能级的简并度

-*7.3 阿哈罗诺夫-博姆(Aharonov-Bohm)效应

--*7.3.1 费曼的路径振幅

--*7.3.2 无线长螺线管的矢量势

--*7.3.3 阿哈罗诺夫-博姆效应和不可积相因子

3.4.2 厄密多项式笔记与讨论

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