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9.薛定谔(Schrdinger)的动量变量(1)

2022-05-08 09:08阅读:

量子力学笔记(石拓/著)


9. 薛定谔(Schrödinger)的动量变量(1


在波函数ψ(x,t)中,除了粒子运动的位置x和时间t是变量外,作为粒子运动的动量p,并没有出现在波函数ψ(x,p)的变量中,因此有必要知道粒子的动量p是否是变量的问题。如果有的话,由8.1知,位置变量x由平均值¯x来定义,那么动量变量p,是否也应是平均动量¯p。下面来讨论的这个问题(仍然是固定t时的波函数),把波函数ψ(x,t)简写为ψ(x)

因为薛定谔Sc
hrodinger)波函数的形式(见6.1.1)为:
9.薛定谔(Schrdinger)的动量变量(1)
现在t被固定,上式中的exp(-itp2/(2mh))=C是常数。因此设粒子运动的归一化的薛定谔波函数为(4):
9.薛定谔(Schrdinger)的动量变量(1)
其中:¯p/h=k(德布罗意关系),C=exp(-itp2/(2mh))是常数,粒子运动的区间(-a,+a)相当大,大到区间(-a,+a)内粒子的动量p的期待(望)值Av(p)=< ψ|p|ψ>,与动量的平均值¯p十分地接近,即(5):

5 Av(p)=<ψ|p|ψ>¯p

对(4)的x求导,得(6):
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对(6)两边同乘|ψ(x)|2,得:
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对上式两边积分,得(a):
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因为波函数ψ(x)|ψ(x)|2是概率密度函数(归一化的),因此有(b):
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b)代(a)得(7):
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接下来,根据(5),得(8):
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(待续)

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