根据量子力学,一个物理系统运动的状态由波函数,或态矢量来描述。 那么下一步就要研究波函数是如何随时间演化的,这就是薛定谔方程。 薛定谔方程最一般的形式可以写成这样: 如果是经典力学的话,我们是用粒子的位置和粒子的动量(相空间中的一点)来描述粒子的运动状态的。粒子在相空间中的演化满足一组联立的动力学方程。 对经典力学来说,我们直接对x, 和p进行运算,而在量子力学里我们要对ψ(x,t)整体进行运算,前者对应一个局域的理论,而后者对应的是一个全局的理论。 刚刚写的那个薛定谔方程是最一般的形式,不仅适用于非相对论情形,也适用于相对论情形,比如狄拉克方程也可以写成这个形式的薛定谔方程,具体细节体现在哈密顿算符H里面。 对氢原子来说,由于氢原子中电子运动的速度很慢,单电子的非相对论性薛定谔方程就够用了。 这里物理问题是由V(x)决定的,氢原子中的电子是库仑势: 最后说一下能量算符E,就是波函数对时间求导的一项: 考虑最简单的波函数,单色平面波: 可计算出: 这里hbar ω就是粒子的能量。因此i hbar对波函数的求导对应的就是能量算符。 |
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