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能量表象中的线性谐振子問題
壹维谐振子的哈密顿算符為
(1)
谐振子的所有能级
在能量表象中的矩阵元,
如下简写成p
•1.對于力學量算符
•定义能量表象中矩阵元
•2.求和规则
3.谐振子的能级
•运用算符运動方程,易得
•
(2)
•取能量表象矩阵元,即得
•
(3)
•又已知
(4)
•式(3)和式(4)合并,即得
(5)
•其中kn可以理解為编号数,
由式(5)易見
•如,则
(6)
•如,则
•由于
•
(7)
•對于任何特定的能级,必有某些使,
则由式(6)可知,能级差,亦即,
任意指定壹种能级後,必然還存在和它相差
的其他能级。因此,所有能级為
•即
(8)
•
•為了求出基态能级,可以运用上題证明
的公式
•(9)
•取k為基态,由式(6)(7)和(9)可
得
•
•因此,势能的基态平均值為
•
(10)
•而由维裏定理,应有
•
•和式(10)比较,即得
•
(11)
•代入(8),即得能级公式
(8’)
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