薛丁格方程的定態解是唯一的嗎?f r g t 是它的解OK,但是否有其他形式的解(不能分離變數 比如arctan r t

時間 2021-06-04 15:01:27

1樓:

通過對波函式無窮遠或有限遠處的限制(比如一維無限深勢阱中、非束縛態有界)可以得到乙個本徵值問題的一組解。這組函式滿足上面的邊界條件。於是你的問題實際上對應的是是數理方程中關於分離變數法的問題。

即:本徵值問題是否一定有界

定解問題(在這裡就是Schrodinger方程在適當邊界條件下的解)的解是否一定可以按照某一組本徵函式展開

本徵函式是否具有正交性

數理方程中的Sturm-Liouville問題(參見Wiki:Sturm)告訴我們如果Sturm-Liouville型方程在某些特定的邊界條件下(即使S-L算符自伴的邊界條件,常見的如三類邊界邊界條件、週期條件等)的本徵值問題一定有解,且本徵值為實數並且構成可數集(這對應的是量子力學中一維束縛態問題總是有解,而且本徵值總是分立的)。並且本徵函式是完備的,對應不同本徵值的本徵函式一定正交。

這也就是說對於Schrodinger方程來說,只要勢能的形式足夠好(絕大部分情況如此),使分離變數以後得到的方程是乙個Sturm-Liouville型方程,那麼所有滿足方程和定解條件的解都可以寫成分離變數的形式。當然解有可能是,但此時一定有的形式,其中是本徵函式。

我不知道上面的論述是否足夠清晰,論述的細節可以參考任何一本數理方程。

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