
- •6.2. Элементы квантовой механики
- •6.2.1. Гипотеза де бройля. Волны де бройля
- •6. 13 Универсальность корпускулярно-волнового дуализма
- •6. 14 Длина волны де Бройля___________________________________________________
- •6. 15 Экспериментальное подтверждение
- •6. 16 Плоская волна де Бройля_________________________________________________________
- •6. 17 Свойства волн де Бройля _____________________________________
- •6.2.2. Соотношение неопределенностей гейзенберга
- •6.21 Статистическая интерпретация волновой функции_________________
- •6.22 Физический смысл ψ-функции________________________________
- •6.23 Принцип суперпозиции состояний для волновых функций_________
- •6.24 Основное уравнение нерелятивистской квантовой механики___________________
- •6.25 Стационарное уравнение Шредингера________________________________________
- •6.2.5. Операторы в квантовой механике и их свойства
- •6.26 Математический аппарат квантовой механики___________________________________
- •6.27 Свойства операторов_________________________________________________________________
- •6.28 Линейные и эрмитовы операторы_______________________________________________
- •6.29 Свойства собственных функций______________________________________________
- •6.30 Обобщенный ряд Фурье_____________________________________________________
- •6.34 Операторы координаты и импульса___________________________________________
- •6.35 Операторы момента импульса______________________________________________________
- •6.36 Уравнения для собственных значений операторов и _______________________
- •6.37 Операторы энергии____________________________________________________________
- •6.38 Уравнение Шредингера в операторной форме__________________________________
- •6.2.7. Движение свободной частицы
- •6.38 Уравнение Шредингера для стационарных состояний ______________________
- •6.39 Потенциальная яма с бесконечно высокими стенками_________________________
- •6.40 Решение уравнения Шредингера для частицы в яме_____________________________
- •6.41 Энергетический спектр частицы_______________________________________________
- •6.42 Собственные функции и плотности вероятности
- •6.2.9. Отражение и прохождение
- •6.43 Прямоугольный бесконечно протяженный порог______________________________
- •6.45 Коэффициенты отражения и прозрачности____________________________________
- •6.2.10. Потенциальный барьер конечной ширины.
- •6.49 Потенциальный барьер конечной ширины___________________________________
- •6.50 Энергия частицы больше высоты потенциального барьера_____________________
- •6.51 Возможное определение коэффициентов отражения и прозрачности
- •6.52 Энергия частицы
- •6.53 Туннельный эффект________________________________________________________________
- •6.54 Коэффициент прозрачности для прямоугольного барьера______________________
- •6.55 Коэффициент прозрачности для барьера произвольной формы ___________
- •6.56 Выводы относительно поведения классической
- •6.2.11. Линейный гармонический осциллятор
- •6.57 Описание гармонического осциллятора в квантовой механике_________________
- •6.58 Следствия уравнения Шредингера для квантового осциллятора________________
- •6.59 Плотности вероятности обнаружения частицы______________________________
- •6.60 Плотности вероятности
6.25 Стационарное уравнение Шредингера________________________________________
Представление волновой функции для стационарных состояний
(состояний с фиксированными значениями энергии)_______________________________
В
случае стационарного силового поля
(функция U
= U
(x,y,z)
не зависит
от времени и имеет смысл потенциальной
энергии) волновая функция представляется
в виде произведения двух функций: одна
— функция только координат, другая
функция — только времени (зависимость
от времени выражается множителем
)
Стационарное уравнение Шредингера____________________________________________
Получилось
после подстановки волновой функции во
временное уравнение Шредингера и
преобразований.
[Ψ - координатная (амплитудная) часть волновой функции Ψ(x,y,z,t) - ее потенциальная энергия; Δ - оператор Лапласа]
312
Собственные значения энергии_______________________________________________________
В уравнение Шредингера в качестве параметра входит полная энергия Е. Реальный физический смысл имеют только решения, которые выражаются регулярными функциями Ψ (Ψ должны быть конечными, однозначными и непрерывными вместе со своими первыми производными). Регулярные решения имеют место лишь при определенном наборе Е, отвечающем данной задаче. Эти значения энергии называются собственными. Они могут образовывать как непрерывный, так и дискретный спектр энергий.
6.2.5. Операторы в квантовой механике и их свойства
6.26 Математический аппарат квантовой механики___________________________________
Согласно соотношению неопределенностей, в квантовой области не существует таких состояний, в которых координата частицы и соответствующая ей проекция импульса имели бы одновременно точные значения. Это находит свое отражение и в формальной стороне теории - математический аппарат квантовой механики резко отличается от математического аппарата классической механики. Кроме того, он должен соответствовать физической постановке задач квантовой механики, например, учитывать волновые свойства микрочастиц. В квантовой механике используют представление физических величин мощью математических операторов.
6.27 Свойства операторов_________________________________________________________________
Оператор_________________________________________________________________________
П
равило,
с помощью которого какой-то функции
некоторой переменной сопоставляется
функция f(х)
той же переменной. Символически это
записывается в виде умножения
(операторы
обозначаются буквами со «шляпкой» над
ними) на
.
Сумма операторов____________________________________________________________________
Сложение, вычитание и умножение операторов производится по обычным алгебраическим правилам сложения, вычитания и умножения чисел.
Разность операторов
Произведение операторов___________________________________________________________
П
ри
умножении операторов не всегда
А
В = В А.
К
оммутирующие
операторы.
Н
екоммутирующие
операторы.