2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу Пред.  1 ... 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ... 16  След.
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение11.06.2014, 16:58 
Аватара пользователя


13/08/13

4323
Ms-dos4 в сообщении #873437 писал(а):
Вот именно в штрихованной, $\[i\hbar \frac{{\partial \psi '}}{{\partial t'}} =  - \frac{{{\hbar ^2}}}{{2m}}{\nabla ^2}'\psi ' + V'\psi '\]$. Подставляем что я говорил выше, имеем $\[i\hbar (\vec v\nabla  + \frac{\partial }{{\partial t}})\psi ' =  - \frac{{{\hbar ^2}}}{{2m}}{\nabla ^2}\psi ' + V\psi '\]$. Теперь подставляйте $\[\psi ' = \psi {e^{ - i(\vec k\vec r - \omega t)}}\]$

не получилось, $\frac{\omega}{k}$ я так понимаю не равно $v$?
Ведь фазовая скорость волны де Бройля частицы в два раза меньше скорости частицы $v_{Broil}=\frac{E}{p}=\frac{p^2}{2mp}=\frac{v}{2}$

-- 11.06.2014, 18:06 --

я рассмотрел простой случай, когда $\psi$ всегда и везде равно единице, потенциал ноль, и все получилось :mrgreen:

-- 11.06.2014, 18:07 --

и $\frac{\omega}{k}=\frac{v}{2}$

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение11.06.2014, 17:15 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Фазовая скорость - это не скорость частицы. Скорость частицы - это групповая скорость. Она находится как
$v_{g}=\dfrac{d\omega}{dk}.$

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение11.06.2014, 17:37 
Аватара пользователя


13/08/13

4323
а как находить $dk$ и $d\omega$?

-- 11.06.2014, 18:52 --

у нас же монохроматическая волна, групповая и фазовая скорости совпадают

-- 11.06.2014, 18:53 --

и вообще мне кажется, что скорость волны де бройля не имеет физического смысла, ведь важна только ее форма в конкретный момент времени(те чтобы снимок этой волны был собственной функцией оператора импульса), а ее скорость перемещения от уравнения шредингера зависит

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение11.06.2014, 19:12 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Sicker в сообщении #874297 писал(а):
а как находить $dk$ и $d\omega$?

В смысле? Берёте зависимость $\omega(k),$ и от неё производную.

Sicker в сообщении #874297 писал(а):
у нас же монохроматическая волна, групповая и фазовая скорости совпадают

Нет. Кто вам сказал? Групповая и фазовая скорости совпадают, когда нет дисперсии.

Групповая скорость - это скорость движения центра тяжести волнового пакета. Монохроматическая волна - это не пакет, конечно. Но её можно рассматривать как центральную часть какого-то очень широкого пакета, такого, который затухает где-то вдали, на бесконечности. В частотной области этот пакет, наоборот, очень узкий, и поэтому почти похож на $\delta$-функцию. Если мы представим себе такой пакет, то мы увидим, что по движению гребней монохроматической волны мы ничего не можем сказать о движении центра тяжести этого пакета. Так что, надо возвращаться всё-таки к определению
$v_{g}=\dfrac{d\omega}{dk}.$
Оно продолжает для такого пакета действовать.

Sicker в сообщении #874297 писал(а):
и вообще мне кажется, что скорость волны де бройля не имеет физического смысла

Смотря какая скорость. У волны бывает групповая и фазовая скорость. Так вот, групповая скорость волны Де Бройля - смысл имеет! В предельном переходе к классике, она становится скоростью движения классической частицы. Вообще, волновой пакет движется так, как двигалась бы классическая частица, с квантовыми поправками.

Sicker в сообщении #874297 писал(а):
а ее скорость перемещения от уравнения шредингера зависит

Разумеется! А уравнение Шрёдингера, думаете, с неба свалилось? Оно из уравнения Гамильтона-Якоби возникло. В какой-то мере, это те же самые 1, 2 и 3 законы Ньютона.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение11.06.2014, 19:55 
Аватара пользователя


13/08/13

4323
хм, да действительно, получается $v$

-- 11.06.2014, 21:52 --

а в чем физический смысл групповой скорости, и почему именно $\frac{d\omega}{dk}$?

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение12.06.2014, 16:14 
Заслуженный участник


25/02/08
2961
Групповая скорость, это скорость перемещения максимума огибающей цуга волн. Например для электромагнитной волны групповая скорость показывает скорость переноса энергии. В случае волн Де-Бройля она показывает скорость распространения амплитуды(=скорость частицы). Подробнее про групповую скорость можете прочитать в любом учебнике оптики, или например у Иродова в "Волновых процессах".

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение12.06.2014, 16:38 
Аватара пользователя


13/08/13

4323
ну у нас же одна волна, монохроматическая

-- 12.06.2014, 17:39 --

Ms-dos4 в сообщении #874615 писал(а):
В случае волн Де-Бройля она показывает скорость распространения амплитуды

скорость распространения амплитуды как раз показывает фазовая скорость

-- 12.06.2014, 17:39 --

Munin в сообщении #874329 писал(а):
когда нет дисперсии

а где у нас дисперсия?

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение12.06.2014, 17:38 
Заслуженный участник


25/02/08
2961
Sicker
Sicker в сообщении #874620 писал(а):
скорость распространения амплитуды как раз показывает фазовая скорость

Really? Фазовая скорость показывает скорость распространения точки с постоянной фазой. Впрочем я несколько двусмысленно написал, поэтому читайте как скорость распространения максимума амплитудной огибающей(=скорость частицы).
Sicker в сообщении #874620 писал(а):
а где у нас дисперсия?

Дисперсия, это зависимость $\[\omega (k)\]$. Так например для ЭМ в вакууме $\[\omega  = ck\]$(в этом, линейном случае, фазовая и групповая скорости равны). Для волн де Бройля (в нерелятивистском пределе) т.к. $\[\hbar \omega  = E\]$, а $\[\hbar k = p\]$ то $\[\omega  = \frac{{\hbar {k^2}}}{{2m}}\]$. Вот вам и дисперсия.

-- Чт июн 12, 2014 18:42:02 --

Да, мы что то отклонились от темы. Вы $\[\psi ' = \psi {e^{ - i(\vec k\vec r - \omega t)}}\]$ подставили? Теперь раскрывайте всё и собирайте слагаемые перед $\[\nabla \psi \]$ и перед $\[\psi \]$ (кроме $\[V\]$)

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение12.06.2014, 17:53 
Аватара пользователя


13/08/13

4323
а кстати, почему боровский радиус равен наиболее вероятностному положению частицы, а не среднему?(ведь довольно логично брать среднее)

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение12.06.2014, 18:07 
Заслуженный участник


25/02/08
2961
Sicker
ВФ атома водорода в основном состоянии $\[\psi  = \frac{1}{{\sqrt {\pi {a^3}} }}{e^{ - \frac{r}{a}}}\]$ ($\[a\]$ - боровский радиус). Среднее расстояние между электроном и ядром
$\[\left\langle r \right\rangle  = \int\limits_V {{\psi ^*}r\psi dV}  = \frac{1}{{\pi {a^3}}}\int\limits_0^{2\pi } {d\varphi } \int\limits_0^\pi  {\sin \theta d\theta } \int\limits_0^\infty  {{r^3}{e^{ - \frac{{2r}}{a}}}dr}  = \frac{{4\pi }}{{\pi {a^3}}} \cdot \frac{{3{a^4}}}{8} = \frac{3}{2}a\]$
Наиболее вероятное, это то, где радиальное распределение $\[C \cdot {r^2}{\psi ^*}\psi \]$ максимально, находя экстремум получаем уравнение на него $\[{e^{ - \frac{{2r}}{a}}} - \frac{r}{a}{e^{ - \frac{{2r}}{a}}} = 0\]$, отсюда $\[r = a\]$
P.S.А само выражение боровского радиуса берётся из теории Бора. По этой "старой квантовой теории" на этом расстоянии находится электрон, но дальнейшее развитие КМ показало, что это бессмысленно, а его смысл вскрылся вот с этой (см выше) стороны.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение12.06.2014, 18:26 
Аватара пользователя


13/08/13

4323
это то понятно, я просто спрашивал не было бы более логично, если бы он был бы равен среднему :mrgreen:

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение12.06.2014, 18:29 
Заслуженный участник


27/04/09
28128
Кто ж знал, чему он там будет равен — КМ же не была в то время построена.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение12.06.2014, 18:52 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Ms-dos4 в сообщении #874615 писал(а):
В случае волн Де-Бройля она показывает скорость распространения амплитуды(=скорость частицы).

Ну, вот эта фраза требует выкладок и уточнений. Проще говорить всё-таки о пакетах.

Sicker в сообщении #874620 писал(а):
а где у нас дисперсия?

В законе, связывающем $\omega$ и $k.$

Sicker в сообщении #874654 писал(а):
а кстати, почему боровский радиус равен наиболее вероятностному положению частицы, а не среднему?(ведь довольно логично брать среднее)

Наиболее логично брать "характерное расстояние", то есть величину, характеризующую масштаб, и довольно просто входящую в формулы. Для экспонент принято брать коэффициент в экспоненте, например, $e^{-r/a}$ - характерный радиус, $e^{-t/t_0}$ - характерное время, или время жизни частицы (отличается от времени полураспада в $\ln 2$ раз), $e^{-x/l}$ - характерная глубина проникновения, и так далее.

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение12.06.2014, 19:02 
Аватара пользователя


13/08/13

4323
ну это кому что более эстетично :-)

 Профиль  
                  
 
 Re: Как можно себе представить квантовое движение?
Сообщение14.06.2014, 13:47 
Аватара пользователя


13/08/13

4323
спин электрона-это собственный момент электрона? Можем ли мы по волновой функции электрона определить наличие у него спина, или в волновую функцию надо ввести еще параметр спина?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 237 ]  На страницу Пред.  1 ... 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 ... 16  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: Osmiy


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group