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关于行波问题的疑惑

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刚开始学量子力学的时候,都会解一个一维势垒隧穿的问题
数学方程如下:
0<x<a时,d^2fai/dt^2+k1^2fai=Efai (fai为波函数)
x<0或x>a时,d^2fai/dt^2+k2^2=Efai
几乎所有的教材都是设解的形式
x<0 Aexp(ik2x)+A*exp(-ik2x)
0<x<a Bexp(ik1x)+B*exp(-ik1x)
x>a Cexp(ik2x)
并说之所以X>a时只有右行波是因为不存在“反射波”。这似乎有点太“物理”了。2阶常微分方程通解是Cexp(ik2x)+C*exp(-ik2x)。能否直接设成这样,利用右边无界这一条件确定出解?
这个问题我在很多一维波动方程里也遇到,在处理半无界的时候它们总是因为“不存在反射波”而舍去了半个解。能否从数学上用最原始的解+右无界的条件也得出一样的答案呢?


IP属地:日本1楼2014-10-26 22:54回复
    这个问题我也想过,后来我发现平面波严格来说不是波函数(无法归一化),所以只能讨论相对概率~如果你想明白了请告知~我觉得可以把整个体系放入箱子中,用箱归一化边界条件,也许能解出来~到散射理论那里很多都是把“非物理解”舍去了


    来自iPhone客户端2楼2014-10-26 23:27
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      2025-08-21 04:01:14
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      嗯平面波是无法归一化=-= 那我们不想量子的。考虑弦振动,一段固定而另一端延伸至无限远。假设在离固定端l处,施加一F=Faexp(jwt),求在x=l力作用点左、右两方的位移表达式。
      两边的泛定方程都是
      ui(tt)-c^2ui(xx)=0 (u1、u2)
      边界条件固定一个。衔接条件在l处 u1=u2 Tpianu1/pianx-Tpianu2/x=F
      在解特解时取时间项也是exp(jwt) 然后分离变量的空间项时也是设的右方为 Bexp(-jkx) (不存在反射波)
      左方Aexp(jkx)+A*exp(-jkx)
      这样三个未知数三个条件可以确定系数。但是如果我们把右方的通解B和B’都设出来。怎么利用到这个右无限远条件解出相同的解呢?


      IP属地:日本3楼2014-10-26 23:44
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        连接点的运动在给定该点的初始位置和速度后是确定的,于是该点右侧也可以有两个定解条件(速度,位移)可定解,而左边有似乎有多于两个定解条件,这时候对k有限制,只能取一些分立值~可能是这样,我也不太确定


        来自iPhone客户端4楼2014-10-27 00:03
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          因为这是假定粒子从左边入射,那么在势垒右边区域的解当然没有反射波。数学形式的解必须符合物理规律。


          IP属地:广东来自Android客户端7楼2014-10-27 13:05
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