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《量子力学》之“一日游”....

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楼主
HWM|  楼主 | 2017-3-8 10:21 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
《量子力学》作为《固体物理》以及《半导体物理》之基础,应该是要有所了解的。大学本科普通物理中的近代物理部分通常也会给出一些简单的介绍。

这里,将单刀直入,从基本的《量子力学》公设薛定谔方程入手,窥其一斑。

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沙发
HWM|  楼主 | 2017-3-8 10:23 | 只看该作者
先给出薛定谔方程:



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板凳
damifan| | 2017-3-8 10:23 | 只看该作者
一日游,这才连车还没上

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地板
HWM|  楼主 | 2017-3-8 10:26 | 只看该作者
此方程显然是个偏微分方程,且注意其引入了虚数


薛定谔方程的地位,等同于经典力学中的牛顿方程!


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5
HWM|  楼主 | 2017-3-8 10:29 | 只看该作者
一)考虑无势场的情况(U=0)



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6
HWM|  楼主 | 2017-3-8 10:31 | 只看该作者
显然,有如下解:



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7
HWM|  楼主 | 2017-3-8 10:34 | 只看该作者
由于有下列关系:



可得如下结果:



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8
HWM|  楼主 | 2017-3-8 10:37 | 只看该作者
上面就是自由粒子的“波函数”。注意其能量E和动量p都不是离散的

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9
HWM|  楼主 | 2017-3-8 10:39 | 只看该作者
二)一维谐振子



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10
HWM|  楼主 | 2017-3-8 10:45 | 只看该作者
《量子力学》中的薛定谔方程初看起来没什么复杂,其实就算是如此简单的一维谐振子的解,都很复杂了。下面给个图看看:



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11
HWM|  楼主 | 2017-3-8 10:49 | 只看该作者
显然,一维谐振子的能量是分裂的。且注意其有个零点能。

其实,能量分裂机理很简单,在一个谐振腔内,波长(或频率)必然是分裂离散的!


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12
HWM|  楼主 | 2017-3-8 10:51 | 只看该作者
关于谐振子,再看个n=10的图:



这就有点接近经典谐振子了。

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13
HWM|  楼主 | 2017-3-8 10:52 | 只看该作者
待续....

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14
xukun977| | 2017-3-8 11:13 | 只看该作者
这个话题,俺有兴趣!当然是非专业的,学半导体物理时学的。

越学,越感觉匪夷所思!!!!亚原子世界非常神奇!!!

例如,讲薛定谔必讲势井!无限深矩形势井的波函数是个正弦sin kx! k=pi/井宽!
问题:t=0时,外力让井宽瞬间增大2倍,能量是如何变化传递的???


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15
xukun977| | 2017-3-8 11:17 | 只看该作者
领导催着要交表,等今晚上或明天有空,再来陪你玩!
最好准备好晕车药!

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16
keer_zu| | 2017-3-8 11:27 | 只看该作者
不错,顶。等后续

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17
HWM|  楼主 | 2017-3-8 11:38 | 只看该作者
继续....

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18
HWM|  楼主 | 2017-3-8 11:42 | 只看该作者
前面,给了两个例子。下面看一个目前为止得到最漂亮解析解的实际例子——氢原子。

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19
HWM|  楼主 | 2017-3-8 11:49 | 只看该作者
三)氢原子(库伦势)

氢原子是个二体模型,通过一定的等效变换可以得到一个库伦势下的单体模型。

虽然库伦势看起来很简单,但从前面的谐振子便可知其绝非是个简单问题,况且还是个三维问题。

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20
HWM|  楼主 | 2017-3-8 11:52 | 只看该作者
这里,仅给出氢原子的能级:



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