薛定諤方程的背景與發展,薛定諤方程誰能推導一下?

2022-12-11 03:45:10 字數 4903 閱讀 8542

1樓:令狐泓

2023年,馬克斯·普朗克在研究黑體輻射中作出將電磁輻射能量量子化的假設,因此發現將能量與頻率關聯在一起的普朗克關係式。2023年,阿爾伯特·愛因斯坦從對於光電效應的研究又給予這關係式嶄新的詮釋:頻率為ν的光子擁有的能量為hν;其中,因子h是普朗克常數。

這一點子成為後來波粒二象性概念的早期路標之一。由於在狹義相對論裡,能量與動量的關聯方式類似頻率與波數的關聯方式,因此可以揣測,光子的動量與波長成反比,與波數成正比,以方程來表示這關係式,

路易·德布羅意認為,不單光子遵守這關係式,所有粒子都遵守這關係式。他於2023年進一步提出的德布羅意假說表明,每一種微觀粒子都具有波動性與粒子性,這性質稱為波粒二象性。電子也不例外的具有這種性質。

電子是一種物質波,稱為「電子波」。電子的能量與動量分別決定了伴隨它的物質波所具有的頻率與波數。在原子裡,束縛電子形成駐波;這意味著他的旋轉頻率只能呈某些離散數值。

這些量子化軌道對應於離散能級。從這些點子,德布羅意複製出玻爾模型的能級。

在2023年,瑞士蘇黎世每兩週會舉辦一場物理學術研討會。有一次,主辦者彼得·德拜邀請薛定諤講述關於德布羅意的波粒二象性博士**。那段時期,薛定諤正在研究氣體理論,他從閱讀愛因斯坦關於玻色-愛因斯坦統計的論述中,接觸德布羅意的博士**,在這方面有很精深的理解。

在研討會里,他將波粒二象性闡述的淋漓盡致,大家都聽的津津有味。德拜指出,既然粒子具有波動性,應該有一種能夠正確描述這種量子性質的波動方程。他的意見給予薛定諤極大的啟發與鼓舞,他開始尋找這波動方程。

檢試此方程最簡單與基本的方法就是,用此方程來描述氫原子內部束縛電子的物理行為,而必能複製出玻爾模型的理論結果,另外,這方程還必須能解釋索末菲模型給出的精細結構。

很快,薛定諤就通過德布羅意**的相對論性理論,推匯出一個相對論性波動方程,他將這方程應用於氫原子,計算出束縛電子的波函式。因為薛定諤沒有將電子的自旋納入考量,所以從這方程推匯出的精細結構公式不符合索末菲模型。他只好將這方程加以修改,除去相對論性部分,並用剩下的非相對論性方程來計算氫原子的譜線。

解析這微分方程的工作相當困難,在其好朋友數學家赫爾曼·外爾鼎力相助下,他複製出了與玻爾模型完全相同的答案。因此,他決定暫且不發表相對論性部分,只把非相對論性波動方程與氫原子光譜分析結果,寫為一篇**。2023年,他正式發表了這**。

這篇**迅速在量子學術界引起震撼。普朗克表示「他已閱讀完畢整篇**,就像被一個迷語困惑多時,渴慕知道答案的孩童,現在終於聽到了解答」。愛因斯坦稱讚,這著作的靈感如同泉水般源自一位真正的天才。

愛因斯坦覺得,薛定諤已做出決定性貢獻。由於薛定諤所建立的波動力學涉及到眾所熟悉的波動概念與數學,而不是矩陣力學中既抽象又陌生的矩陣代數,量子學者都很樂意地開始學習與應用波動力學。自旋的發現者喬治·烏倫貝克驚歎,「薛定諤方程給我們帶來極大的解救!

」沃爾夫岡·泡利認為,這**應可算是最重要的著作之一。

薛定諤給出的薛定諤方程能夠正確地描述波函式的量子行為。在那時,物理學者尚不清楚如何詮釋波函式,薛定諤試圖以電荷密度來詮釋波函式的絕對值平方,可並不成功。2023年,玻恩提出概率幅的概念,成功地詮釋了波函式的物理意義。

但是薛定諤與愛因斯坦觀點相同,都不贊同這種統計或概率方法,以及它所伴隨的非連續性波函式坍縮。愛因斯坦主張,量子力學是個決定性理論的統計近似。在薛定諤有生的最後一年,寫給玻恩的一封信中,他清楚地表示他不接受哥本哈根詮釋。

2樓:iku快開始

薛定諤方程(schrodinger equation)在量子力學中,體系的狀態不能用力學量(例如x)的值來確定,而是要用力學量的函式ψ(x,t),即波函式(又稱概率幅,態函式)來確定,因此波函式成為量子力學研究的主要物件。力學量取值的概率分佈如何,這個分佈隨時間如何變化,這些問題都可以通過求解波函式的薛定諤方程得到解答。這個方程是奧地利物理學家薛定諤於2023年提出的,它是量子力學最基本的方程之一,在量子力學中的地位與牛頓方程在經典力學中的地位相當,超弦理論試圖統一兩種理論。

薛定諤方程是量子力學最基本的方程,亦是量子力學的一個基本假定,其正確性只能靠實驗來確定。

薛定諤方程誰能推導一下?

3樓:匿名使用者

薛定諤方程是建立起來的,而不是推匯出來的,它是量子力學中的一個基本假版設,地位同牛頓力學中的牛頓方權程。它的正確性由方程得出的結論與實驗比較來驗證。

你去這個看看,裡面有說明

4樓:卡岡諾維奇

猜是猜不出這個

抄方程的,如果襲說是建立,那根據什麼建立呢?他應該是從一個普通的波動方程(機械波和電磁波),和德布羅意關係這兩個條件湊出來的。普通的波動方程裡面有用到波長這個物理量,但德布羅意指出,微觀粒子和一個波聯絡有關係,這個波引導粒子前進(這是他的原始想法,並不是正統量子力學的解釋)並且波的波長等於普朗克常量除以粒子的動量。

於是,把普通波方程裡面的波長引數代換成普朗克常數和粒子動量,經過數學整理,就可以得到薛定諤方程。薛定諤方程的獲得,可以有很多方法。假如是生造出來的,肯定是不現實的,沒有哪個天才能一下子創造一個方程說微觀粒子符合這個條件,相反,薛定諤方程的獲得是從以前的數學公式加上現在的新假說、新結果湊合、整理出來的。

5樓:紫色智天使

從經典力學是推不出來的,

薛定諤方程是量子力學最基本的方程。

採用費曼的路徑積分理論或者海森堡的矩陣力學,那麼可以從量子力學匯出薛定諤方程的。

有時間,我幫你寫寫。

6樓:匿名使用者

薛定諤方程不是推匯出來的,是他猜的。做科學研究要會猜,敢猜。很多重大發回現都是靠猜的。

做科學研究不答要侷限於現有的理論框架,也不要指望什麼都可以從現有的理論框架中推匯出來,當你發現現有的理論解決不了某些問題時,這個時候你就要去猜了。別小看猜,猜可不是胡亂想,猜的成功靠的是豐富的經驗和敏銳的洞察,以及美妙的靈感。這三者缺一不可。

7樓:匿名使用者

兄弟,你見過有人推導牛頓定律的嗎?

這就是答案

8樓:匿名使用者

怎能推匯出來,只能用實驗證明。

它本身就是猜出來的!

9樓:匿名使用者

數學上的 東西 不是幾句話能明瞭的!即使說了一大堆不見得 你就能明白

薛定諤方程怎麼得來? 50

10樓:匿名使用者

1.原則上可以用三角函式啦,不過推到出來的公式會變的很麻煩,物理意義也更難看出來,變換也更麻煩。。你看電動力學中,波動函式都是用e指數形式表達的,這樣比較方便。。

2.薛定諤方程不是推匯出來的,它不能推導,形式是假設出來的,正確性由實驗保證。。薛定諤方程等效與經典力學中的牛頓方程,你認為牛頓第二定律是推到出來的麼。。

3.動量算符前面的負號是傅立葉變換出來的,把動量表象下的動量進行表象變換得到的,你查一下書就知道了。。

.上面是我自己的理解。。。。

11樓:匿名使用者

薛定諤方程式不是推匯出來的,曾經有人評價過薛定諤方程式是薛定諤從夢中得到。

就像很多基礎物理方程式不能推導,只能通過實驗證實。

12樓:陳曦

經典電磁理論也並非完全不適用於微觀世界,它的某些方面,比如電磁波能量的空間分佈確實很不適用於微觀層面,但它的另一些方面,比如庫侖勢的公式,即便在微觀領域也是相當精確的。當初在波動方程裡直接使用點電荷的靜電勢能公式,算是一種理論假設。後來用這樣的波動方程很好地計算出了氫原子的能級結構,說明這種假設是合理的。

後來涉及多電子的複雜原子時,除了繼續假設庫侖勢適用以外,又引入了波函式對稱性、電子自旋、磁矩耦合等純量子力學的、微觀粒子所特有的相互作用,這等價於微觀世界裡除了有熟悉的電磁力以外還出現了某種新的力(有時稱之為「交換力」),如此構建的複雜原子也很符合實驗資料,說明理論的假設仍然不錯。到了更以後,在理論不斷髮展(主要是與狹義相對論相協調,並作所謂的二次量子化的處理)和測量精度不斷提高的雙重推動下,誕生了更精確的量子電動力學,這時候才不需要經典庫侖勢,由量子電動力學在某種近似下可推得庫侖勢。

非線性薛定諤方程 為什麼都是立方的

量子力學是由誰建立的? 15

13樓:百度使用者

量子力學的興起與發展是由不同的物理學家,在不同的地方,從不同的角度,按不同的思路開始的.

德國物理學家海森伯2023年建立的矩陣力學是玻爾的對應原理的嫡傳後裔.

奧地利物理學家薛定諤建立的波動力學則

是為了回答德布羅意波遵循什麼樣的波動方程

這個問題.

英國物理學家狄拉克用算符形式重新表述

量子力學,稱作算符力學.

薛定諤方程都沒有精確的解出過怎麼知道它的理論可靠性

14樓:丶這道路有點黑

晚上好 對於lz的問題 我首先要說明的是 薛定諤方程是有精準的解析解的 例如最簡單情況下 粒子在恆定勢場u=u(x)中運動的情況 可以直接通過簡單的分離變數法求解薛定諤方程

再者 薛定諤方程在量子力學中的地位和作用相當於牛頓方程在經典力學中的地位和作用 作為一個基本方程 薛定諤方程不可能有其他更基本的方程推匯出來 只能通過某種方式建立起來 然後主要看所得的結論應用於微觀粒子時是否與實驗結果相符

其實觀察薛定諤建立他的方程的推導過程 坦率的說 他只有一定的根據 但推導過程並不是嚴格的推導過程 有些關鍵的式子都是湊出來的 物理學發展史上這樣的例子是很多的 普朗克的量子概念 愛因斯坦的相對論 德布羅意的物質波大致都是這樣

薛定諤得出他的方程後 就把它應用於氫原子中的電子 所得結論和已知的實驗結果相符 而且比當時用於解釋氫原子的波爾理論更為合理和順暢 在此之後的幾年時間 就建成了一套完整的和經典理論迥然不同的量子力學理論

純手打 望採納 可追問!~

部分仿照於《大學物理學(第三版)光學、量子物理》——張三慧編著

貝爾不等式的背景

波函式及薛定諤方程怎麼理解,薛定諤方程怎麼理解啊?

實薛定諤方程非常好理解啊 一般的薛定諤方程就說了一個很簡單的事情 哈密頓算符是時間演化的生成子 或者說,態的時間演化可以形式地寫成 那麼哈密頓算符是什麼,這個其實完全是從經典力學中的哈密頓量來的。哈密頓量是什麼?其實就是能量函式 所以不含時的 定態的薛定諤方程就更好理解了 就是如果一個系統處於穩定狀...

薛定諤方程是什麼意思,薛定諤方程的含義。簡述薛定諤方程的含義

薛定諤方程 schr dinger equation 又稱薛定諤波動方程 schrodinger wave equation 是由奧地利物理學家薛定諤提出的量子力學中的一個基本方程,也是量子力學的一個基本假定,其正確性只能靠實驗來檢驗。它是將物質波的概念和波動方程相結合建立的二階偏微分方程,可描述微...

為何我們常常說薛丁格不懂“薛丁格方程”呢?

薛丁格只是提出了這乙個概念,這個理論就連愛因斯坦也只能給出乙個概率理論,顯然不是乙個完備的理論。薛丁格大概也不懂薛丁格方程。薛丁格是屬於愛因斯坦這派的,自己的理論卻要敵方學派的人來給予解釋,這是一件很尷尬的事情,不過沒辦法,真理不以人的意志為轉移,所以學術上的爭論不影響大家對真理的敬畏。而波恩也因為...