薛丁格方程的解有什麼內在的含義?

時間 2021-05-29 22:56:31

1樓:carltoon

薛丁格方程的本質其實就是動勢的二階變分。這麼理解吧,按照分析力學,拉格朗日方程的意思就是粒子的運動軌道就是動勢的一階變分為0 的軌道,和場裡梯度線就是通量變化為0 的線一樣,那麼問題來了,同樣乙個能量值,按照拉格朗日方程,是可以有無數個軌道的,不同的軌道對應於不同的初始狀態,那麼,這些軌道裡,那些軌道更穩定一些呢?正如一條曲線的低點是導數為0的位置一樣,在所有導數為0的拐點裡,毫無疑問二階導數繼續為0的拐點比只有一階導數為0的低點更穩定, 薛丁格方程就是對動勢繼續求出二階變分,這樣得到的能量值就不能再連續了,對於二階導數來說,推導出波動方程再正常不過了。

為什麼經典運動只用拉格朗日方程而不用薛丁格方程呢?因為經典運動速度慢,觀測到的次數有限,體現不出二階變分的作用,而微觀運動,例如電子,一秒鐘在原子核周圍轉億億圈,相當於觀測到的是億億次平均的結果,二階變分的作用就體現出來了。

2樓:

這是紅皮那本無機吧...我可以負責任地說這章不懂也不影響後面的學習,讀個五六遍然後刷一本習題就行了,這方面的東西以後會深入學習的。

3樓:好大的風

給個不嚴謹但是好理解的答案好了:

|Y|平方是電子雲,就是電子的分布。右圖那些圖形,你可以理解為電子就在那一塊區域裡面到處亂跑。當然實際上的意思是那一塊的密度大,那個函式本身在整個空間都是有值的,只不過太遠了的時候值很小而已。

Y是波函式。比較難理解的可能是符號。波的疊加……怎麼說呢,說電子有正負相加抵消的話未免太誤人子弟了……不行你就這麼想吧:

不管Y的意義,它就是個隨便代表什麼的東西的函式。

但是,Y的平方是電子雲密度,這一點始終記住。

然後,Y是有正負的。正負加在一起會抵消掉。

再平方,那麼算出來的電子雲密度也就降低了。這就是反鍵

相比之下,同樣符號的Y加在一起絕對值增加,平方之後的電子雲密度就公升高了,這就是成鍵

當然我知道我沒解決題主的心頭大患,那就是:

為什麼會有正有負啊!明明都是電子會什麼會疊加消掉啊!電子難道會有正負嗎!

抱歉,如果真想偷懶不去看書的話,這個問題真的無解……

我只能幫到這裡了,祝期末考試順利。

4樓:布赫

這是本講化學的書吧,題主你看不懂太正常了,不過前面肯定講了如何求解氫原子薛丁格方程,思想就是分離變數法加級數解法求方程解,沒講的話把書扔了吧。如果要很好地理解薛丁格方程,題主理論力學一定要過關,不然還是以考高分為目的死記硬背好了。

5樓:阮之復興

要是不把量子力學從頭開始學的話,也不能理解這個方程的意義。不過量子力學的東西很多,講半個學期都未必講得完。所以我只能試著用簡單的話來說說看。

首先,要知道波粒二象性。不知道的話就不能理解下一句話:

電子既是粒子又是波既然電子是波,那麼就會有其它波一樣的屬性。比如:乙個限定的空間內只容許存在一定波長的波。

例如,乙個長為x的一維有限空間內只能容許波長為x/N (N為正整數)的波,其它長度的波都在反射後和自身抵消而不存在。(這跟一根琴弦只能發一種音調一樣的道理,琴弦就是典型的一維空間)。

同樣,乙個球面上也只能容許一定波長的波存在,因為球面也是個有限的空間,波也會跟自身發生抵消。

電子雲其實是波的一種表現,它的形狀代表了它的位置,而正負號是為了區分它的「相位」,而至於是正還是負都無所謂。就如一維駐波上的某一節波被標上正號(Y),那麼它旁邊那個波就是負號(Y*)。這不代表某節波是正還是負,而是為了強調:

每時每刻它一定和旁邊這一節波處在相反的相位。但是這兩節波的幅度都是一樣的(|Y|^2)

然後電子的電勢能是和距離原子核的距離(R)有關係,這個用庫侖公式就可以寫出來的。

那麼回到薛丁格方程(),這裡的H不是數量,而是乙個運算子。但是這個方程解出來的答案未必有意義,因為電子的能量E不是隨便可以取值的。

最後解出來的波函式受到兩個因素的限定:1、電子的勢能跟位置有關係。2、電子波的波函式必須滿足球面上的諧振方程。

因為這兩個限定因素在,所以最後解出來的函式不是連續的,而是離散的。也就是說,它們所代表的能量只能是某些特定的數值。把這些波函式的幅度()畫在三維空間裡就是這些奇怪的形狀了。

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