Hur löser man tid beroende Schrodinger vågekvationen?

Om V är bara en funktion av x, kan sedan den ekvationen generell lösning nästan lösas med hjälp av metoden för separation av variabler.

Börjar med tid beroende av Schrödingerekvationen:

(jagℏ) ∂Ψ/∂t =-(ℏ2/2 m) ∂2Ψ/∂x2 + VΨ, där i är det imaginära tal, ℏ är Planks konstant/2π, Ψ är vågfunktionen, m är massan, x är position, t är tid och V är potentialen och är bara en funktion av x i detta fall.

Nu finner vi lösningar för Ψ som är produkter av fungerar av antingen variabel, dvs.

Ψ(x,t) = ψ(x) f(t)

Ta det första partiskt av Ψ i ovanstående ekvation med avseende på t ger:

∂Ψ/∂t = ψ df/dt

Ta andra delvis av Ψ att samma ekvation ovan med avseende på x ger:

∂2Ψ/∂x2 = d2ψ/dx2 f

Ersätta dessa vanliga derivata in i tiden beroende av Schrödingerekvationen ger:

(jagℏψ) df/dt =-(ℏ2/2 m) d2ψ/dx2f + Vψf

Dividera genom ψf ger:

(iℏ) (1/f) df/dt =-(ℏ2/2m)(1/ψ) d2ψ/dx2 + V

Detta gör till vänster i ekvationen en funktion av t endast, och rätt funktion av x; vilket betyder att båda sidor måste vara en konstant för ekvation att hålla (jag kommer inte att bevisa varför det är så, att om du har förstått vad jag skrivit fram till denna punkt, du är förmodligen bekant med separation av variabler teknik).

Som tillåter oss att göra två separata ordinära differentialekvationer:

1) (1/f) df/dt =-(jagE/ℏ)
2)-(ℏ2/2m) d2ψ/dx2 + Vψ = Eψ, där E är den konstant att båda skilda differentialekvationer måste vara lika till (jag gjorde en liten bit av algebra på dessa ekvationer också). Detta kallas den tid oberoende Schrödingerekvationen.

Att lösa 1) bara multiplicera båda sidor av ekvationen av dt och integrera:

ln(f) =-(jagEt/ℏ) + C. Exponentiating och eftersom C kommer att absorberas senare, ta bort C:

f(t) = e-(jagEt/ℏ)

Vi har nu gått så långt vi kan tills potentiellt, V(x), anges. Det lämnar oss med den allmänna lösningen till beroende av Schrödinger ekvation närvarande:

Ψ(x,t) = ψ(x) e-(jagEt/ℏ)

Det finns många lösbara exempel på ψ(x) för specifika V(x). Jag har länkat några nedan. Om V är en funktion av både x och t, finns det också metoder för att hitta lösningar som störning teori och adiabatisk tillnärmning.

  • Relaterade Frågor

  • Hur löser man tid Tangled ö på Poptropica?

  • Hur löser man en Rubiks kub?

  • Hur löser man viking problemet på tid trassliga ö?

  • Hur löser man det isis pusslet?

  • Hur läser man hockey statistik och poäng?

  • Hur löser man en 4 x 4 Rubiks kub?

  • Hur löser man fred i världen?

  • Hur löser man för g i en enkel pendel problem?

  • Hur löser man klocka pussel i Resident Evil utbrott?

  • Hur löser man ett '' Sudoku'' pussel?

  • Hur löser man ett Taquin pussel?

  • Hur löser man stökiometri problem?

  • Hur löser man en Andragradsekvation med imaginära tal?

  • Hur löser man en 7 x 7 Rubiks kub?

  • Hur löser man din Rubiks kub 3 av 3 i 20 sekunder?

  • Hur beräknar man tid sparas som procentandel?

  • Hur löser man 2 synd fyrkant theta motsvarar 1?

  • Hur löser man dator omstart problem?

  • Hur löser man stökiometri?