具有初速度的微观粒子如何运动? 面对高墙时,粒子如何折返? 单个微观粒子会干扰自身吗?
3月31日中午12点,《张朝阳的物理课》第133期开始了。 自由粒子如何按照薛定谔方程演化,以及为什么高斯波包是微观粒子最现实但最简单的建模。 随后,张朝阳利用上述方法详细描述了自由粒子的初速度运动,并研究了它在高墙上碰撞和反弹的完整过程。 可以看出,当碰撞前后粒子远离高墙时,可以近似认为是自由运动。 而当它靠近墙壁时,它的原始波函数和反射波函数会产生严重的干扰。
自由粒子演化回顾
3月份,张朝阳的物理课围绕微观粒子的时间演化这一主题进行了详细的计算和讨论。 与之前研究的平稳问题相比,时间演化的物理过程在真实物理世界中更为常见。 从数学上讲,它的计算更复杂,当然也更引人入胜。 特别是,可以注意到进化问题与求解偏微分方程直接相关。 利用一些相关技术,我们可以方便而深刻地分析许多物理现象。
张朝阳特别认为,对自由粒子的演化行为进行系统研究,可以帮助我们建立更清晰的量子世界物理图景。 在量子力学的框架下,无力——或自由的微观粒子用薛定谔方程描述:
一旦给定初始条件,即微观粒子在时间t = 0的波函数 :