科普量子力学(2) |
送交者: YDX 2012年03月14日10:38:42 于 [教育学术] 发送悄悄话 |
量子力学首先是从普朗克-爱因斯坦开始,他们提出,光子的能量E等于一个常数hbar乘以其角频率omega:
E = hbar * omega 为方便起见,我们令hbar=1, 这个光子能量公式简化为 E=omega 德布罗意在此基础上推广,他说即使对于有质量的粒子,这个关系也应该成立,而对于静止粒子,E=m*c^2(爱因斯坦能量公式),为简便起见,令 c=1, 我们有 E=m*c^2 = m= omega 因此粒子可以用函数 exp {- i*m*t} 描述。 在x方向运动粒子该用什么函数描述呢?这可以视为一个参照系变换的问题。m*t可以视为四矢量 (m,0,0,0)与(t,0,0,0)的内积。(m,0,0,0)在经变换后就是(E, px, 0, 0), (t, 0,0,0)则成为 (t, x, 0,0)。 因此,运动粒子的“波”函数应该为 psi = exp { -i (Et - px*x)}. 以上相当于只是 E = omega的假设,下一步的任务是找到产生上面这个波函数的方程。通常,我们是知道波动方程推导出波,现在是一个反向工程。 波动方程的一般形式是: (一些算符)psi =0 上面的波函数psi,对时间取偏导得到 -iE * psi,对空间取偏到得到 i*px*psi。 而能量E与动量px之间是有关系的。 待续。。。 |
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