已阅读5页,还剩25页未读, 继续免费阅读
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
Chapter7TheHarmonicOscillator 谐振子 Manycomplicatedpotentialcanbeapproximatedinthevicinityoftheirequilibriumpointsbyaharmonicoscillator TheTaylorexpansionofV x atequilibriumpointx ais Hamitonnianfunctionofanoscillatorwithmassmandoscillatingfrequency 0canbewritten StationarySchrodingerequation Referencingthebookeditedby曾谨言 wesolvetheSchrodingerequation Introducetheno dimensionparameters 无量纲参数 Weget boundarycondition 1 2 Wegetanasymptoticsolution 试探解 Insert 2 to 1 get ThisisHermite 厄米 differentialequation Atthevicinityof 0 u isexpandedtheTaylorseries Only willsatisfiestheboundarycondition 4 Thereforethecondition 4 issatisfied wecangetthesolutionwhichisallowedinphysicsfield Accordingto 3 Energyeigenvalueofharmonicoscillator Energylevelisdiscrete Theenergygapisidentical Theenergylevelofgroundstate zeropointenergy isnotzero Thesolutionofequation 3 isHermitepolynomials 厄米多项式 Theeigenfuctionandenergyofharmonicoscillatorare Normalizedconstant SomemostsimpleHermitepolynomials H0 1 H1 2 H2 4 2 2 H3 8 3 12 ThebasicpropertiesofHermitepolynomials Thedefinition Twoimportantandusefulrelations n 0 n 1 n 2 Thefirstthreeeigenfunctionsofharmonicoscillator Thesymmetryproperty Whenniseven positiveparity n为偶数 偶宇称 Whennisodd negativeparity Ingeneral Groundstate Theenergyandwavefunctionofgroundstate n 0 Theprobabilityfindingaparticleatx 0ismaximum whichiscontrarytoclassicalparticle Foraclassicalharmonicoscillator whenx 0 itspotentialisminimumandkineticenergyismaximum hencetheintervalwhichitdelaysatx 0isshortest Inclassicalmechanics aparticlewithgroundstateenergyE0motionsintherange Accordingtoquantummechanics theprobabilityfindingaparticleoutsidetheclassicalallowedrangeis Zeropointenergyisadirectconsequenceoftheuncertaintyrelation Sincetheintegrand 被积函数 isanoddfunction Wecanwriteuncertaintyrelationagain Themeanenergy Theminimumenergyiszeropointenergy whichiscompatiblewithuncertaintyprinciple Thenormalizationeigenfunctionofharmonicoscillator Accordingtotheserelations weget ThedescriptionoftheHarmonicOscillatorbyCreationandAnnihilationoperators 产生算符和湮灭算符 Hence 1 2 Byadditionorsubtractionof 1 and 2 weget Wedefinetheoperators Hence iscalledtheloweringoperator 降幂算符 theraisingoperator 升幂算符 Thenumberoperator 数算符 Bysuccessivelyoperator on wecancalculatealltheeigenfunctions staringfromthegroundstate Forn 0 Theeigenfunctionofgroundstate Thenormalizedeigenfunction One dimensionHamiltonianharmonicoscillator Weintroduce Hence 3 RepresentationoftheOscillatorHamiltonianinTermsof and Accordingtothedefinitionsof and get WeobtainasimpleHamiltonianrepresentation Eigenvalue 基态 0所具有的零点能量为 2 而且我们知道谐振子的能量是等间隔的 n所具有的能量大于n 我们将该能量以能量量子 分成n份 谐振子场中的量子 称为声子 phonons 那么将 n称为n声子态 n phononstate 在Dirac s表象中表示为 表示声子数 零声子态 zero phononstate 称为真空 应用上面的表述 算符 和 作用于波函数可表示成 解释 如果 作用于波函数 则湮灭 annihilate 了一个声子 因而称为 湮灭算符 作用于函数 则产生一个声子 产生算符 4 Interpretationof and 由于 称为声子数算符 phononnumberoperator n为相应态的子数 声子表象的引入被称为二次量子化 而谐振子波场中的量子正是声子 如果与光子相类比的话 就更清楚了 Example1 UsingtherecursionofHermitepolynomials Provethefollowingexpressions Andaccordingtothese prove Solution n x istheeigenfunctionofharmonicoscillator andcanbewritten Hamitonnianofthecouplingharmonicoscillatorcanbewritten Example2 where x1 p1andx2 p2belongtodifferentfreedomdegree andset Problem theenergylevelofthiscouplingharmonicoscillator Solution ifthecouplingterm x1x2isnotexists thecouplingharmonicoscillatorbecomestwo dimensionoscillator andthenitsHamitanianisgivenby Usingseparatingvariable wecantransformtheabovequestionintothequestionoftwoindependentone dimensionharmonicoscillator thenitsenergylevelandeigenfunctionare where isenergyeigenfunctionofone dimensionoscillator Forthecouplingharmonicoscillator wecansimplifyittwoindependentharmonicoscillatorusingcoordinatetransformation soweset Wecaneasilyprovethefollowingexpressions ThereforeHamitanianbecomes Where Hence 1 UsingtherecursionofHermitepolynomials Provethefollowingexpressions Andaccordingtothese prove Exercise where 2 Aparticleisinthegroundstateofone dime
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2026建设银行四川省分行校园招聘530人备考题库附答案详解(研优卷)
- 2025广东东莞市公安局高埗分局招聘辅警16人备考题库(第三批)含答案详解(夺分金卷)
- 非线性心理的用户行为研究规范
- 个性化糖尿病管理方案的精准制定流程
- 个性化方案的知情同意分层设计
- 2025年四平市总工会公开招聘工会社会工作者拟聘备考题库含答案详解ab卷
- 2025山东滨州阳信县金阳街道办事处第二批城镇公益性岗位招聘3人备考题库含答案详解(夺分金卷)
- 2025河北秦皇岛县(区)总工会招聘工会社工工作人员16人备考题库及答案详解(基础+提升)
- 广安区2025年社会化选聘新兴领域党建工作专员的备考题库及答案详解1套
- 乐山市公安局2025年第四批次警务辅助人员招聘备考题库(40人)含答案详解(满分必刷)
- 中国肺结节诊断治疗指南2025
- 皮肤撕脱伤护理指南
- 文联年会活动方案
- 拼单模式下的消费者行为研究
- 压裂队安全环保管理制度
- 智能财务导论 课件全套 陈俊 第1-12章 智能财务的发展 -数智时代的会计伦理
- 视频监控奖惩管理制度
- ESMO肝癌实践指南(2025年版)更新要点解读
- 食品安全管理制度打印版
- 超星尔雅学习通《美学原理(北京大学)》2025章节测试附答案
- PLC控制十字路口交通信号灯
评论
0/150
提交评论