level 12
其实求解薛定谔方程的步骤国内很多书都没讲明白。。。
对于不含时的薛定谔方程,求解过程大致是这样的:
首先,需要明确的是求解问题。量子力学的动力学问题为,已知t=0时粒子的波函数ψ(t=0),求解t>0时的波函数ψ(t)。
原始的薛定谔方程是i∂ψ/∂t=Hψ(不考虑普朗克常数)。首先假设我们求解了H的本征方程Hφ=Eφ,并得到了一系列本征函数φn与本征值En。将ψ(t)按φn展开,可以得到
ψ(t)=∑an(t)φn
其中an(t)就是展开系数,由于ψ(t)与t有关,因此展开系数an(t)也与t有关,但φn与t无关(因H不含时)。
将以上展开式代入i∂ψ/∂t=Hψ当中,可得
i∑∂an(t)/∂t·φn=H(∑an(t)φn)=∑an(t)Enφn
则由上式可得,对任意的n,有
i∂an(t)/∂t=an(t)En
解得an(t)=Cn·exp(-iEnt),可得
ψ(t)=∑Cn·exp(-iEnt)·φn
而上式中的Cn可以由t=0时的ψ(t)求出。因此,只要知道φn,即解出Hφ=Eφ,就可以得到问题的解。因此所有的不含时问题的核心实际上都是求解Hφ=Eφ,而后找到本征值与本征方程。
2013年03月06日 08点03分