Физика_Л_3-4
.pdfСеместр 4. Лекции 3-4.
Замечание. Из принципа неопределённостей для времени и энергии E t 2 следует, что
если неопределённость энергии в каком-то состоянии стремится к нулю E 0 , то время пребывания системы в этом состоянии должно быть бесконечно большим. В этом смысле состояние называется стационарным.
Как будет установлено далее (в теории операторов), волновая функции частицы в ста-
ционарном состоянии со значением энергии Е принимает особый вид:
e i E t ,
где функция «пси малая» зависит только от координат частицы, но не зависит от времени,
поэтому её иногда называют координатной частью волновой функции стационарного со-
стояния.
В стационарном состоянии плотность вероятности не зависит от времени. Дей-
ствительно, плотность вероятности равна квадрату модуля волновой функции:
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||
|
|
2 |
e i |
E |
t |
|
|
|
|
|
2 |
e i |
E |
t |
|
|
|
|
2 . |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Следовательно, для стационарного состояния уравнение непрерывности для поля вероятности примет вид:
div j 0 .
Соответственно, вектор плотности потока вероятности для стационарного состояния
имеет вид:
j 2im grad * * grad .
Уравнение Шрёдингера для стационарного состояния.
Необходимым условием стационарности состояния является независимость от времени функции U, т.е. в стационарном состоянии эта функция однозначно трактуется как потенци-
альная энергия. В этом случае, подставим во временное уравнение Шрёдингера e i E t :
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
|
|
|
|
U , |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
2m |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
i |
E |
t |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
i |
E |
t |
i |
E |
t |
|
||||||||||||||
|
|
i |
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
U e |
|
|
|
|
|
, |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
2m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
E |
|
|
|
i |
E |
t |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
i |
E |
t |
|
|
|
i |
E |
t |
|
|||||||
|
|
|
i |
i |
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
U e |
|
|
|
|
|
. |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Т.к. e i |
E |
t 0 , то можно сократить e i |
E |
t : |
|
2 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
E |
|
|
|
U . После преобразований получаем |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2m
уравнение
2m2 E U 0
которое носит название уравнение Шрёдингера для стационарного состояния.
11