北京化工大学普通物理学4-2薛定谔方程.ppt

第2章薛定谔方程 2 1薛定谔方程 1926年 在一次学术讨论会上年轻的薛定谔介绍德布罗意关于粒子波动性假说的论文 在薛定谔讲完后 物理学家德拜 P Debey 评论说 认真地讨论波动 必须有波动方程 几个星期后 薛定谔又作了一次报告 开头就兴奋地说 你们要的波动方程 我找到了 这个方程 就是著名的薛定谔方程 薛定谔方程是量子力学的基本动力学方程 它在量子力学中的作用和牛顿方程在经典力学中的作用是一样的 同牛顿方程一样 薛定谔方程也不能由其它的基本原理推导得到 而只能是一个基本的假设 其正确性也只能靠实验来检验 自由粒子薛定谔方程 自由粒子波函数 一维 微商 得到方程 作用于波函数 得自由粒子薛定谔方程 6 推广到在势场U x t 中的一维运动粒子 薛定谔方程为 再推广到三维 一般的薛定谔方程 是线性齐次微分方程 解满足态叠加原理 方程中含有虚数i 它的解 是复函数 复数不能直接测量 而 的模方代表概率密度 可测量 是量子力学的基本方程 描述非相对论性粒子波函数随时间演化规律 8 当U 与时间无关时 用分离变量法 设 代入薛定谔方程可得 该方程不含时间 称为定态薛定谔方程 定态波函数 定态 能量取确定值的状态 数学上 E不论取何值 方程都有解 物理上 E只有取一些特定值 方程的解才能满足波函数的条件 单值 有限 连续 满足方程的特定的E值 称为能量本征值 E称为与E对应的本征波函数 若粒子处于 E 则粒子的能量为E 用STM得到的神经细胞象 硅表面STM扫描图象 镶嵌了48个Fe原子的Cu表面的STM照片 Fe原子间距 0 95nm 圆圈平均半径 7 13nm 48个Fe原子形成 量子围栏 围栏中的电子形成驻波