怎么写波动方程( 二 )


在给定初始条件和边界条件以及波函数所满足的单值、有限、连续的条件下,可解出波函数Ψ(r,t) 。由此可计算粒子的分布概率和任何可能实验的平均值(期望值) 。
当势函数U不依赖于时间t时,粒子具有确定的能量,粒子的状态称为定态 。定态时的波函数可写成式中Ψ(r)称为定态波函数,满足定态薛定谔方程,这一方程在数学上称为本征方程,式中E为本征值,是定态能量,Ψ(r)又称为属于本征值E的本征函数 。
量子力学中求解粒子问题常归结为解薛定谔方程或定态薛定谔方程 。薛定谔方程广泛地用于原子物理、核物理和固体物理,对于原子、分子、核、固体等一系列问题中求解的结果都与实际符合得很好 。
薛定谔方程仅适用于速度不太大的非相对论粒子,其中也没有包含关于粒子自旋的描述 。
4. 【波动方程和振动方程的区别 波动方程的本质是振动方程,形式上自然一样,他们的区别就在于,振动方程描述的是一个质点在任意时刻偏离平衡位置的位移,而波动方程描述的是任意一个质点在任意时刻偏离平衡位置的位移,这个任意时刻用变量t来表示,任意位置用变量x来表示,求解方法完全是求解振动方程的方法,首先确定一个参考点,一般选择坐标原点,根据初始条件写出它的振动方程,然后在右侧任选一点,坐标为x,这一点的振动方程和原点的振动方程对比,振幅一样,角频率一样,唯一不一样的是初相位,而相位差可以根据这两个点的距离来确定,即相位差等于距离除以波长再乘以2PI(圆周率),同时,沿着波的传播方向相位越来越小.记住,波动方程就是振动方程. 。
5. 大学物理中怎么由y 为了弄清楚波动方程的物理意义,我们作进一步的分析 。
在波动方程中含有x和t两个自变量,如果x给定(即考察该处的质点),那么位移y就只是t的周期函数,这时这个方程表示x处质点在各不同时刻的位移,也就是该质点的振动方程,方程的曲线就是该质点的振动曲线 。下图(a)中描出的即一列简谐波在x=0处质点的振动曲线 。
如果波动方程中的t给定,那么位移y将只是x的周期函数,这时方程给出的是t时刻波线上各个不同质点的位移 。波动中某一时刻不同质点的位移曲线称为该时刻波的波形曲线,因而t给定时,方程就是该时刻的波形方程 。
下图(b)中描出的即是t=0时一列沿x方向传播的简谐波的波形曲线 。无论是横波还是纵波,它们的波形曲线在形式上没有区别,不过横波的位移指的是横向位移,表现的是峰谷相间的图形;纵波的位移指的是纵向位移,表现的是疏密相间的图形 。
在一般情况下,波动方程中的x和t都是变量 。这时波动方程具有它最完整的含义,表示波动中任一质点的振动规律:波动中任一质点的相位随时间变化,每过一个周期T相位增加,任一时刻各质点的相位随空间变化,距离波源每远一个波长,相位落后一个2π 。
(a)x=0处质点的振动曲线 (b)t=0时波的波形曲线振动曲线和波形曲线还应该注意波动方程、振动方程和波形方程在形式上的明显区别,以免引起概念上的混淆 。波动方程描述波动中任一质点的振动规律,它有两个自变量,其函数形式表现为;振动方程描述某一点的运动,只有一个自变量t,函数形式表现为形式;波形方程表示的是某一时刻各质点的位移,也只有一个自变量,表现为形式 。
反映在曲线表示上,要注意振动曲线和波形曲线的区别 。振动曲线是y-t曲线而波形曲线是y-x 。
振动曲线的(时间)周期是T,波形曲线的(空间)周期是波长l 。在振动曲线中质点的相位随时间逐步增加,而在波形曲线中质点的相位是沿波的传播方向逐点减少 。