作者lttlstrngth (★小強♂≠壞人)
看板NTUEE113HW
標題[討論] 薛丁格方程式
時間Fri Nov 27 00:49:55 2009
今天就由小強來講解一下薛丁格方程式~
可能對於不清楚的人們有一點幫助~
讓期中不及格的人來講解好像有點...
那"薛丁格方程式"的起源要先從"測不準定理"開始
那就是說對於微小粒子,有一些operator不能同時測得(那其實有公式...)
所以有一個很聰明的人~"薛丁格"想到了一個方法(方程式)
利用
^
HΨ=EΨ
來求得
Ψ(一個函數)(先別管她能幹嘛)
E是個常數,EΨ代表Operator對於Ψ做出E的值
那operator的意思就是可以求該種數值的操作子~
那我們就先用One particle in the box(One Dimensional)來說明
一個長度為a的區間,因為是個box~
所以說沒辦法到外面,因此假設其位能(跟老師假設的不一樣喔)
V(x)=0 (0﹤x﹤a)
V(x)=∞ (x﹥a, x﹤0)
那麼此時
_2 2
^ - h d
H = ── (──) + V(位能)
打不出partial真抱歉...
2m dx
即是Hamitonion能量操作子(老師一直說得鬼東東)
使用該薛丁格方程式
^
HΨ=EΨ
來求
Ψ
那順序是這樣的:
1.Use Schodinger Equation
2.boundary condition
3.normalization
那第一步時,帶入式子後
_-2
Ψ微分二次=
Ψ 2mE h
_-2 2
此時假設
2mE h =
-k (因為微分兩次,所以如此假設)
因為經驗法則(?)(跟e有關就是了)
所以假設
Ψ=Acos(kx) + Bsin(kx) (也可以假設e,但e出來的isinθ圖形難以想像)
此時就是步驟二啦!!
帶入邊界條件(boudary condition)
Ψ(0) = 0
Ψ(a) = 0 (因為此波函數要連續,但外面不存在粒子)
A = 0
ka = nπ
nπ
所以呢~可以得到 A B 求到
Ψ(x) = Bsin kx = Bsin ─ x (因k是變數,所以用a常數換)
a
再來就是第三步摟~
normalization及是標準化(存在機率等於一)
a 2 2 nπ
∫ |B|sin θdx =1 (θ= ─ x)
0 a
接下來就是數學問題了(自己去積分)
可以利用
2 1
sin θ= ──( 1 + cosθ)
2
因此求得
a 2 a
∫ sin θdx = ─
0 2
接下來自己求
B,
k, 還有
Ψ
(B取正就好了...也不要放i,不然妳就不用作圖了...Orz)
(注意:Ψ函數中有n的常數變數呦~)
==========================================================================
接下來要說明
^
< n|o|m >
那其實
< n|稱之為bra
|m >稱之為ket
^
如果一個Operator A 對於kit來操作時(產生值 a ),記為
^
A|m > = a|m > (重點:a 為常數)
所以之前有一個詭異的式子:
^ ^
< n|H|m > = < m|H|n >*
|| ||
< n|Em|m > = < m|En|n >* (換成數值)
|| ||
Em < n|m > = En* < m|n >* (提出常數)
||
En* < n|m >
所以得到Em = En*(其中n = m)
其中用到了Orthognal & Normal
即
< n|m > =0 (n = m,Orthognal正交)
< n|m > =1 (n≠m ,Normal標準化)
為什麼呢~那這要從符號的定義下啦~(< n|m >就是積分簡化)
2
∫ |Ψn(x)| dτ=1
∫ Ψn(x)* Ψm(x) dτ=0
===========================================================================
那今天的解說就到此節束啦~
第一章其他重點下一篇再說
(dipole例外)
有問題先推文提出我下一篇再一起說明
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16F:→ hiro920463:eigenvalue 是實數 (En = En*) 11/27 13:16
嗯嗯...我錯了m(_ _)m...已修正。
17F:推 e2167471:下次直接打教學吧 不用客氣的 11/28 13:07
好...但也要有人想看續集才有喔...
18F:推 a088753349:推~ 11/28 17:43
19F:→ johnjohnlin:ket, not kit 11/28 20:57
我禮拜五的時候一直跟別人說:你看~是ket~(沒抄錯)(但沒發現打錯字...)
感謝大家的糾正~
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