薛定谔方程 能量算符作用于某粒子的波动方程结果等于该粒子的能量与其波函数的积,简单的说就是粒子的运动状态函数由该粒子的动能和所处

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薛定谔方程中的一点启示
放牛娃,2008年3月20日

很久之前写过“量纲和谐之平等”,今天继续说说薛定谔方程中的道理。学过量子力学或者量子化学的人都知道量子力学的基本方程—薛定谔方程,它揭示了微观物理世界物质运动的基本规律,就像牛顿定律在经典力学中所起的作用一样,它是现代化学和物理学中的有力工具。今天说说薛定谔方程中的一些哲理!

薛定谔方程的基本原理是:能量算符作用于某粒子的波动方程结果等于该粒子的能量与其波函数的积,简单的说就是粒子的运动状态函数由该粒子的动能和所处的势场决定。比如说一个电子的运动状态完全由其本身的动能和原子核周围的势场控制。给我们什么启示呢,就是说电子如果想改变自己的运动状态,那只有两种途径,一个是改变电子所处的势场,如通过化学反应让势场变化;如果势场确定了,电子要改变自己的运动状态,则需要提高自己的动能,比如通过吸收光子等。很有趣的是,在固定的势场里,电子的动能越高其运动状态(轨道)就越复杂,花样也就越多,与其他原子的耦合反应的机会就越大。

微观世界如此,那宏观世界的人类又怎样呢?地球相比于银河系为微观,银河系相比于真个宇宙更加微观,那么人类岂不也是微观中的微观,我们就是整个社会中的一个粒子,有时候我们看似可以完全控制自己的轨迹,其实我们都是被环境暗暗左右着生活,所谓社会人。古语说“近赤着红,近墨者黑”就是这个道理。我们所处的环境即所谓势场,很多人都经历过宿舍生活,一般大学四年后,不同宿舍之间的人有着不同的气质,班级之间也是一样。在阳光张扬的宿舍环境里,人会变得乐观积极外向;反之在注重内秀的宿舍里,人会变得谦和内敛。同时,相同的环境里每个人的轨迹却都是不一样的,假如这里将个人成就定位成功的标志的话,努力的人不一定会成功,但是努力充实自己的人永远最靠近成功,道理是努力的人动能大,所以他们的轨迹更加多样,选择的机会更多!

如果我们想成为一个有作为的人,首先需要一个友善的环境,有些环境是客观的,个人的力量无法改变,但是我们可选择自己的朋友;另外需要不断的充实自己,石头里永远孵不出小鸡来,再好的环境也会产生垃圾,如北大等,谁也不能保证努力的人一定会成功,但是成功最偏爱努力的人。

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牛顿粒子在某位置上的动量,动能是清楚确定的,对称地,基本粒子在某位置上的动量,动能是模糊不定的,是围绕本征动量与本征能量上下浮动 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (4048 bytes) () 10/23/2010 postreply 17:43:54

运动方程,都是时间演化规律的一般性反映,若要通过求解运动方程得到对某个具体问题的认识,要附加初始条件’,量子化条件具体表现为它必 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (21745 bytes) () 10/23/2010 postreply 17:54:02

单值,连续,可积,3不合格保守系统波函数图形 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (412 bytes) () 10/23/2010 postreply 18:03:10

索罗斯 均衡概念是非常有用的,它容许我们将注意力集中于最终的结果而不必考虑形成这一结果的过程 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1732 bytes) () 10/24/2010 postreply 07:17:13

每一个系统都必需要对系统进行全面分析。任何系统的动力学都由一量子哈密顿算符,H,所描述。系统中有一量子数对应能量,即哈密顿算符的 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (9550 bytes) () 10/24/2010 postreply 07:39:16

基本粒子包含不少量子数,一般来说它们都是粒子本身的。但需要明白的是,基本粒子是粒子物理学上标准模型的量子态,所以这些粒子量子数间 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (244 bytes) () 10/24/2010 postreply 07:40:13

每一个量子数代表问题的一个对称性。这在场论中有着更大的用处,被用于识别时空及内对称 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (82 bytes) () 10/24/2010 postreply 07:41:58

一级微商也是连续函数 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (13374 bytes) () 10/24/2010 postreply 07:50:22

波函数及其一阶微商的连续性:势能函数 在其空间变量变化的全部范围内连续 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (11321 bytes) () 10/24/2010 postreply 07:58:18

我看狄拉克方程、薛定諤方程、與海森堡不確定原理 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (25171 bytes) () 10/24/2010 postreply 08:03:00

谈谈G20财长会议联合公报 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (60 bytes) () 10/24/2010 postreply 08:36:54

在牛顿的绝对空间、绝对时间以及伽利略的旧的相对性原理框架中,只有以无限速度运动的物体,在相对匀速运动的坐标系中才具有相同的速度, -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (7116 bytes) () 10/24/2010 postreply 08:54:24

而电磁波是以有限速度传播的,在旧的相对论框架中,它的速度会因坐标系的选取而改变,这样他的方程只能在一个特定的坐标系中成立,这个坐 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (0 bytes) () 10/24/2010 postreply 08:55:29

引力场方程是二阶的,以时空为自变量,以度规为因变量的带有椭圆型约束的双曲型偏微分方程 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (506 bytes) () 10/24/2010 postreply 08:57:14

空间如果不存在物质,时空是平直的,用欧氏几何就足够了。比如在狭义相对论中应用的,就是四维伪欧几里得空间,一种运动 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (6153 bytes) () 10/24/2010 postreply 09:04:02

当空间存在物质时,物质与时空相互作用,使时空发生了弯曲,多种运动 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (61 bytes) () 10/24/2010 postreply 09:05:59

回所有参考系在描述自然定律时都是等效的。这与狭义相对性原理有很大区别。在不同参考系中,一切物理定律完全等价,没有任何描述上的区别 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (200 bytes) () 10/24/2010 postreply 09:06:59

第二个原理是光速不变原理:光速在任意参考系内都是不变的。它等效于在四维时空中光的时空点是不动的。当时空是平直的,在三维空间中光以 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (250 bytes) () 10/24/2010 postreply 09:08:43

第三个原理是最著名的等效原理,非惯性系与引力之间也建立了联系, pricing -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (696 bytes) () 10/24/2010 postreply 09:10:22

爱因斯坦:狭义相对论不能解释惯性系的特殊、优越性问题 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (13636 bytes) () 10/24/2010 postreply 09:14:41

以惯性质量与引力质量相等这一事实出发::“引力场同参照系相当的加速度在物理上完全等价。” -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (716 bytes) () 10/24/2010 postreply 09:17:02

“广义协变原理”的建立,把洛仑兹变换推广为非线性变换。爱因斯坦在谈到当时的认识情况时曾写道:“接受了等效原理所要求的非线性变换, -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1047 bytes) () 10/24/2010 postreply 09:19:20

实际的引力场并不是均匀的,当将等效原理加以推广时,人们只能将局部点的引力场等效于不变的加速度,而这个加速度的大小从一点到另一点却 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (340 bytes) () 10/24/2010 postreply 09:21:31

德西特 (Willem de Sitter) 在 1917 年提出爱因斯坦方程的另一个解时, 他小心地采用了使度规张量与时间无关 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (12415 bytes) () 10/24/2010 postreply 10:39:03

在麦克斯韦对场方程的表述中就只包含了最少的时空导数。 我们如今知道, 统治电动力学的方程包含有带任意阶时空导数的项, 但那些项就 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (888 bytes) () 10/24/2010 postreply 10:41:59

侯的《物》里说了一段话,使我顿悟微几的关键所在。 他告诉我们,微分几何的概念结论等等都是在一个原则下展开的: 所讨论的东西都要与 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (6594 bytes) () 10/24/2010 postreply 11:04:46

爱因斯坦的时空处于封闭空间中的观察者无论采用什么测量方法(可以想象成带电小球洛伦滋力的作用)都无法区分自己是处于引力场还是加速参 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (4604 bytes) () 10/24/2010 postreply 11:15:14

Maxwell方程中含有源,反过来,源的方程(Dirac方程)中也含有电磁场,总之,电磁场与源所满足的两个方程是“你中有我,我中 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (204 bytes) () 10/24/2010 postreply 11:20:26

在有质量存在的空间中就不同了。以地球为例,重力场指向地心,因此不是均匀的。不同的局部惯性系之间有无法消除掉的相对加速度(亦即潮汐 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (9579 bytes) () 10/24/2010 postreply 11:25:06

广义相对论的发展表明,真正严格的惯性系只能是一些局部惯性系(爱因斯坦电梯)。现在各个点上的局部惯性系之间是可以有相对加速度的。那 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (9866 bytes) () 10/24/2010 postreply 15:49:18

科网每位实名博客是准粒子,不能也不该是牛顿粒子。我们相互关联,耦合在一起 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1254 bytes) () 10/24/2010 postreply 15:51:51

相对论的重力场方程序就相当于描述电磁场如何于时空中变化的麦克斯威尔方程 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (425 bytes) () 10/24/2010 postreply 11:27:10

爱因斯坦的相对论首次提出了时空的概念,它认为时间和空间各自都不是绝对的,而绝对的是一个它们的整体——时空,在时空中运动的观者可以 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (8203 bytes) () 10/24/2010 postreply 11:30:15

爱因斯坦在谈到当时的认识情况时曾写道:“接受了等效原理所要求的非线性变换,对于坐标的简单的物理解释无可避免是致命的——那就是说, -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (1491 bytes) () 10/24/2010 postreply 16:21:05

“度规”就是决定空间的一切度量性质(内禀)的量。广相的问题就是找出物质分布时空间的度规; 度规,是给定坐标的选择后,由坐标系性质 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (2668 bytes) () 10/24/2010 postreply 16:39:09

度规张量有10个独立的分量。当弱场近似时其中某个分量恰恰是牛顿的引力势。这意味着度规张量既决定空间又对应引力势,根据牛顿引力势满 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (270 bytes) () 10/24/2010 postreply 16:43:04

研究广义相对论所需数学工具贴子汇总 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (37 bytes) () 10/24/2010 postreply 16:46:12

在宇宙膨胀时暗能量的密度没有随时间而快速变化, 如果它果真与时间无关, 那它就正好是宇宙学常数所预期的效应。 无论这方面的结果如 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (318 bytes) () 10/24/2010 postreply 10:44:18

物理好图 量子力學是由投影的方式進行左向量 與右向量的內積 結果去估算機率, 所以你要說他錯也無不可, 但她還是基礎穩固站的住腳 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (16997 bytes) () 10/23/2010 postreply 18:07:49

由其數學特性, 其解無限多組解. 由邊界條件可以把解的形式固定下來. 稱為特徵(本证)函數. -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (158 bytes) () 10/23/2010 postreply 18:12:33

态函数及其演化方程 测不准原理,能量本证态界定“后”,平面波已经在全空间料 -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (412 bytes) () 10/23/2010 postreply 18:20:30

google "能量算符作用于波动方程结果等于该粒子的能量与其波函数积内积外积" -marketreflections- 给 marketreflections 发送悄悄话 marketreflections 的博客首页 (4505 bytes) () 10/23/2010 postreply 18:22:04

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