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: нет зарегистрированных пользователей


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