
关于量子力学中薛定谔方程的一个问题
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定态薛定谔方程
H\psi
=
E\psi
中的能量E不随时间变化,哈密顿量H不含时。一般教材上选取的方势阱,谐振子都是这种情况。
但一般薛定谔方程的形式是含时的:
d
i
hbar
---
\psi
=
H(t)
\psi
dt
这个可以描述任意势场中的运动,不论含不含时,是否是保守力。这是很普遍的,例如,描述电子在光场中的运动,光脉冲是含时且非保守力场。如果光场较弱,可以用含时微扰处理,典型的是费米黄金定律,在二能级系统的基础上加上光场的微扰项。微扰思想只是一种近似,目的是根据已知解,加入扰动项得到未知哈密顿量下的波函数。但如果光场很强,与光场相互作用的大小可以与零阶作用相比拟(例如电子受到的不含时束缚势的作用),微扰处理就有问题了。这个时候一般直接对含时薛定谔方程做数值求解。
所以结论是,薛定谔方程无论处于什么样的力场下都成立,与能量守不守恒无关(含时情况下允许能量变化);微扰只是一种近似求解薛定谔方程的方法并有局限性,你完全可以直接求解一般形式的薛定谔方程而不借助微扰论。
H\psi
=
E\psi
中的能量E不随时间变化,哈密顿量H不含时。一般教材上选取的方势阱,谐振子都是这种情况。
但一般薛定谔方程的形式是含时的:
d
i
hbar
---
\psi
=
H(t)
\psi
dt
这个可以描述任意势场中的运动,不论含不含时,是否是保守力。这是很普遍的,例如,描述电子在光场中的运动,光脉冲是含时且非保守力场。如果光场较弱,可以用含时微扰处理,典型的是费米黄金定律,在二能级系统的基础上加上光场的微扰项。微扰思想只是一种近似,目的是根据已知解,加入扰动项得到未知哈密顿量下的波函数。但如果光场很强,与光场相互作用的大小可以与零阶作用相比拟(例如电子受到的不含时束缚势的作用),微扰处理就有问题了。这个时候一般直接对含时薛定谔方程做数值求解。
所以结论是,薛定谔方程无论处于什么样的力场下都成立,与能量守不守恒无关(含时情况下允许能量变化);微扰只是一种近似求解薛定谔方程的方法并有局限性,你完全可以直接求解一般形式的薛定谔方程而不借助微扰论。

2024-10-17 广告
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本回答由希卓提供
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