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一维无限深势阱中粒子运动的定态薛定谔方程及其解

在阱外

一维定态的薛定谔方程:
代入:
显然,对于E为有限值的粒子,方程的解为:
也就是说,粒子不可能出现在这个位置,这也符合我们经典的直觉。

在阱内

一维定态的薛定谔方程变为:
……(就是解一个二阶常系数微分方程,计算过程略去不表)
解得一维无限深势阱中的粒子定态波函数为:
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一维无限深势阱中粒子的运动特征

能量量子化

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能量量子化是微观系统自然的本质特征

粒子的最小能量

n=1时,能量时最小的
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定性分析零点能产生的原因

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量子系统必然存在零点能的现象

粒子运动的波函数

定态波函数:
结果和两端固定的弦的驻波是一致的
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驻波的波长:
  • 基态:
    • n=1,势阱宽度相当于半波长的驻波
  • 第一激发态:
    • n=2,出现一个节点,相当于一个波长的驻波
随着量子数n的增加,波长缩短,频率增加,能量增加
波函数具有驻波的形式

概率密度

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概率密度不再均匀分布;n足够大时,类似均匀分布。

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