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7.2谐振子(质点振动)(2)

2022-04-21 10:00阅读:

量子力学笔记(石拓/著)


7.2 谐振子(质点振动)(2


下面的谐振子运动的讨论,均在一维X—坐标轴(空间)中讨论。F是作用力,K是弹性系数,x是位移,根据胡克(Hooke)定律,谐振子受到的力是(1):

1 F=-Kx

相应的势能V(x)为(2):
7.2谐振子(质点振动)(2)

再设m是粒子的质量,ω0是谐振子振动(荡)的角频率,那么根据经典力学有(3):
7.2谐振子(质点振动)(2)
假设谐振子的振动以原点x=0为中心对称的左右振动,振动位移为x1-0=-x0x2-0=x0(见图7.4)。因此有下列的(4):

4 V(x1)=V(x2)=E
7.2谐振子(质点振动)(2)

根据(2),得:
7.2谐振子(质点振动)(2)
因此有下列的(5):
7.2谐振子(质点振动)(2)
第二式中的x0= x0(E)。再根据粒子在势阱中能量E的函数g(E)(见7.1.4.2),将(2)和(5)的第二式代入g(E),得(6):
7.2谐振子(质点振动)(2)
令:x=x0sinθ => dx= x0cosθdθ,于是得到(7):
7.2谐振子(质点振动)(2)
因为g(E)=(n+(1/2))πh7.1.4.2中的(29)式)代上式7,得
7.2谐振子(质点振动)(2)
由此得到谐振子能量量子化的近似式(8):

8 En=(n+(1/2))hω0

其中n=012,…。

(待续)

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