Ольга Ведилова Конспект к учебнику И.В.Савельева «Основы теоретической физики», т. 2

Глава

I

Основные положения квантовой механики


1.01.Введение(01)

1.02.Состояние(08)

∆x∙∆px ≥ ћ/2

∆x∙∆vx ≥ ћ/2m


1.03.Принцип суперпозиции(12)

ψ = Σcmψm


1.04.Физический смысл ψ функции(14)

ψ = ψ(x,y,z) dV = dx·dy·dz

dP = |ψ|2dV = ψ*ψdV

∫|ψ|2dV = ∫ψ*ψdV = 1

ψ = ψ(x1,y1,z1,x2,y2,z2)

dP = |ψ(x1,y1,z1,x2,y2,z2)|2dV1dV2

<r> = ∫rdP = ∫r|ψ|2dV = ∫ψ*rψdV

= ∫ψ*xψdV = ∫ψ*yψdV = ∫ψ*zψdV

U = U(x,y,z)

= ∫ψ*UψdV


1.05.Уравнение Шредингера(16)


2 ≡ ∆


U = U(x,y,z) не зависит от t:

ψ(x,y,z,t) = φ(x,y,z)f(t)


левая часть равенства – функция координат, правая –времени,

следовательно, равны константе


f = e−(i/ћ)Et

стационарное уравнение Шредингера:


ψ(x,y,z,t) = φ(x,y,z) e-(i/ћ)Et

|ψ|2 = |φ|2

уравнение Шредингера для стационарных состояний

(φ заменяем на ψ !!!)


уравнение Шредингера для свободной частицы:

U = 0


k2 = 2mE/ћ2 = p22 E = mv2/2 = p2/2m

∆ψ + k2ψ = 0

1)одна координата x:

k2 = kx2

∆ψ = ∂2ψ /∂x2

2ψ /∂x2 + k2ψ = 0

ψ(x) = e±ikx

ψ(x,t) = e±ikxe− (i/ћ)Et = e −(i/ћ)(Etћkx) = e −(i/ћ)(Etpx)

ω = E/ћ k = p/ћ -для волны

2)все координаты:

k2 = kx2 + ky2 + kz2

∆ψ = ∂2ψ/∂x2 + ∂2ψ/∂y2 + ∂2ψ/∂z2

kr = kxx + kyy + kzz

ψ(x,y,z) = e±ikr

ψ = C1eikr + C2eikr

формула Эйлера:

eikr = cos(kr) + isin(kr)

eikr = cos(kr) ‒ isin(kr)

C1 = C2 = A/2 => ψ = Acos(kr)

C1 = −C2 = −iB/2 => ψ = Bsin(kr)

ψ(x,y,z,t) = e±ikre(i/ћ)Et = e (i/ћ)(Et ћkr) = e (i/ћ)(Et pr)

∎ ∂eikr/∂x = ikxeikr

2eikr/∂x2 = ∂(ikxeikr)/∂x = ‒ kx2eikr

∆eikr = ‒( kx2 + ky2 + kz2)eikr = ‒ k2eikr

∆eikr + k2eikr = 0

В соответствии с принципом суперпозиции пси-функция частицы может быть представлена как наложение состояний со значениями импульса, заключенными в интервале от p0–Δp до p0+Δp


ω = E/ћ

k = p/ћ


ω(k) ≃ ω0 +(dω/dk)0(k − k0)

c(k) ≃ c(k0)

ξ = k – k0

∆ξ = ∆k


максимум A(x,t):

xмах – (dω/dk)0t = 0

xмах = (dω/dk)0t

vгр = (dω/dk)0

E = p2/2m

p = ћk

ω = E/ћ = ћk2/2m

минимум A(x,t):

[xмин − (dω/dk)0t]∆k = ±π

xмин = (dω/dk)0t ± π/∆k


1.06.Плотность потока вероятности(22) можно пропустить пока !!!


Загрузка...