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  • 1 # XP一樓嗯

    薛定諤方程(Schrdinger equation)是由奧地利物理學家薛定諤提出的量子力學中的一個基本方程,也是量子力學的一個基本假定,其正確性只能靠實驗來檢驗。是將物質波的概念和波動方程相結合建立的二階偏微分方程,可描述微觀粒子的運動,每個微觀系統都有一個相應的薛定諤方程式,透過解方程可得到波函式的具體形式以及對應的能量,從而瞭解微觀系統的性質。 在量子力學中,體系的狀態不能用理學量(例如x)的值來確定,而是要用力學量的函式Ψ(x,t),即波函式(又稱機率福,態函式)來確定,因此波函式稱為量子力學研究的主要物件。力學量取值的機率分佈如何,這個分佈隨時間如何變化,這些問題都可以透過求解波函式的薛定諤方程得到解答。這個方程是奧地利物理學家薛定諤於1926年提出的,它是量子力學最基本的方程之一,在量子力學中的地位與牛頓方程在經典力學中的地位相當。   薛定諤方程是量子力學最基本的方程,亦是量子力學的一個基本假定,它的正確性只能靠實驗來檢驗。 薛定諤方程 量子力學中求解粒子問題常歸結為解薛定諤方程或定態薛定諤方程。薛定諤方程廣泛地用於原子物理、核物理和固體物理,對於原子、分子、核、固體等一系列問題中求解的結果都與實際符合得很好。   薛定諤方程僅適用於速度不太大的非相對論粒子,其中也沒有包含關於粒子自旋的描述。當計及相對論效應時,薛定諤方程由相對論量子力學方程所取代,其中自然包含了粒子的自旋。   .薛定諤提出的量子力學基本方程 。建立於 1926年。它是一個非相對論的波動方程。它反映了描述微觀粒子的狀態隨時間變化的規律,它在量子力學中的地位相當於牛頓定律對於經典力學一樣,是量子力學的基本假設之一。設描述微觀粒子狀態的波函式為Ψ(r,t),質量為m的微觀粒子在勢場V(r,t)中運動的薛定諤方程為。在給定初始條件和邊界條件以及波函式所滿足的單值、有限、連續的條件下,可解出波函式Ψ(r,t)。由此可計算粒子的分佈機率和任何可能實驗的平均值(期望值)。當勢函式V不依賴於時間t時,粒子具有確定的能量,粒子的狀態稱為定態。定態時的波函式可寫成式中Ψ(r)稱為定態波函式,滿足定態薛定諤方程,這一方程在數學上稱為本徵方程,式中E為本徵值,是定態能量,Ψ(r)又稱為屬於本徵值E的本徵函式。   量子力學中求解粒子問題常歸結為解薛定諤方程或定態薛定諤方程。薛定諤方程廣泛地用於原子物理、核物理和固體物理,對於原子、分子、核、固體等一系列問題中求解的結果都與實際符合得很好。   薛定諤方程僅適用於速度不太大的非相對論粒子,其中也沒有包含關於粒子自旋的描述。當計及相對論效應時,薛定諤方程由相對論量子力學方程所取代,其中自然包含了粒子的自旋。 薛定諤方程具體介紹   2   ?? ?? ??   -—— —— ψ(x,t)+V(x)ψ(x,t)=i??——ψ(x,t)=Hψ(x,t)   2   2m ??x ??x   其中H是哈密頓算符。   定態薛定諤方程:   ?? 2 ??   -—— [倒Δ] ψ(r,t)+V(r)ψ(r,t)=i??——ψ(x,t)=Hψ(x,t)   2m ??x 薛定諤方程的數學表達形式    薛定諤波動方程數學形式   這是一個二階線性偏微分方程,ψ(x,y,z)是待求函式,它是x,y,z三個變數的複數函式(就是說函式值不一定是實數,也可能是虛數)。式子最左邊的倒三角是一個算符,意思是分別對ψ(x,y,z)的x,y,z座標求偏導的平方和。 物理含義   這是一個描述一個粒子在三維勢場中的定態薛定諤方程。所謂勢場,就是粒子在其中會有勢能的場,比如電場就是一個帶電粒子的勢場;所謂定態,就是假設波函式不隨時間變化。其中,E是粒子本身的能量;U(x,y,z)是描述勢場的函式,假設不隨時間變化。薛定諤方程有一個很好的性質,就是時間和空間部分是相互分立的,求出定態波函式的空間部分後再乘上時間部分e^(-t*i*2π/h)以後就成了完整的波函數了。 薛定諤方程的解——波函式的性質   1.雖然任意給定的E都可以解出一個函式解,但只有滿足一定條件的分立的一些E值才能給出有物理意義的波函式;   2.由於薛定諤方程是一個線性微分方程,所以任意幾個解的線性組合還是薛定諤方程的解。

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