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6.1.2约化径向方程与一维薛定谔方程的比较在线视频

6.1.2约化径向方程与一维薛定谔方程的比较

下一节:*6.1.3 二体问题的分解 相对运动

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6.1.2约化径向方程与一维薛定谔方程的比较课程教案、知识点、字幕

刚才我们说了

从形式上看

约化的径向方程

和一维的薛定谔方程

是非常相似的

但是下面我们想

更强调的是

这二者的区别

第一个

我们看一维薛定谔方程

它的自变量区间通常是

x 从 -∞ 到 +∞

也就是说是全部的实数轴

但是

我们现在来看

三维空间里的

径向方程的话

那么它的自变量的区间

很显然是从 0 到 +∞

换句话说

并没有所谓的负轴的那半边

这样一来 r = 0

就变成了

这个方程的一个边界点

那么根据大家

对微分方程的了解

这个问题应该在

边界点的地方

提出一个边界条件

当然

现在的边界条件

是对 u(r) 来提的

如果我们回忆

u 是等于 r 乘以 R

而在

r=0 的那个地方

R 一定是有限的

因此这是一个零

乘以一个有限数值

当然还是零

所以

u(r) 在 r=0 的

这个地方的值应该是零

这就是 u(r) 的一个边界条件

这是二者的第一个区别

二者的第二个区别

我们来看一看

约化径向方程里

所出现的那个势能部分

我们发觉实际上它是

这样的两项之和

这一项

我们把它叫做物理的势能

也就是实际存在的那个势能

这一项是因为

这个粒子

有确定的角动量而出现的

这两项之和我们把它称之为

有效势能

而这一项

把它叫做离心势能

为什么有这么个名称呢

这项通常写为 Vc

它形式上看就是

l(l+1)ℏ2/2μr2

而实际上这个 l(l+1)ℏ2

就是角动量的平方的值

那么

如果我们考虑这样的一个

所谓的

非惯性系里的运动问题

就是考虑一个旋转坐标系

这当然是一个非惯性系

然后要假设有一个粒子

在这个旋转坐标系当中

有确定的角动量的值

那么大家都知道

如果一个人

坐在一个转盘上的话

他会感到自己受到一个

离心力的作用

这个离心力在物理上的名称

叫作惯性力

因此

对于一个坐在

旋转坐标系里的观察者

去看这个粒子

所受到的作用的话

那就意味着

除去这样的一个

实在的物理的相互作用以外

还会出现由于离心力

所加上来的相互作用

很容易证明

离心力的这个作用

也有某种所谓的势能

而这个势能的表达式

就是角动量的平方

除以 2μr2

所以说我们把这个东西

称之为离心势能

是有确定的物理的理由的

对于径向问题的

另外一种处理方法

那就是

形式的把这个自变量区间

延拓到 r 从 -∞ 到 +∞

当然大家知道

实际的物理的 r

是不可能取负值的

为了反映这一点

我们把势能

也做一个相应的修改

那就是

虽然这个势能也定义在

从 -∞ 到 +∞ 的全部的实轴上

但是事实上

我们假设

这个势能在全部的

负实轴上是 +∞ 大

而在正实轴上

仍然是原来的有效势能

那么根据我们对于

势能为无穷大的时候

波函数

必须满足的要求的理解

我们就知道

实际上这个时候的 u(r)

在负实轴上是恒等于零的

再加上波函数就应该满足

连续性的条件

因此在正实轴这一边

当观察点

趋向于 r=0 的时候

这个 u 也应该等于零

以保证它在

r=0 的这一点是连续的

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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

6.1.2约化径向方程与一维薛定谔方程的比较笔记与讨论

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