薛丁格方程式
邊界條件
邊界條件是你在一個問題的邊緣對波函數提出的物理要求,正是它們挑出自然界真正允許的那些解。薛丁格方程式本身有太多的數學解,其中大多數都是物理上的胡言亂語。邊界條件就是那把篩子,剔除胡言,留下真實的態。
通常的要求是披著數學外衣的常識。波函數在遠處不可以發散到無窮,因為粒子總得以有限的總機率在某處被找到。它必須在不可穿透的高牆處歸零。而凡是位能為有限的地方,它都必須平滑地接上,沒有斷裂或扭折。對任意的能量,這些條件很少能同時滿足。
深刻的回報正在於此:堅持良好的邊界行為,恰恰就是逼出能量量子化的原因。只有在某些特別的能量上,一個解才能同時做到處處有限、在該歸零處歸零、並平滑地縫合起來。那些倖存下來的能量就是本徵值;原子能階的離散性,正是邊界條件在發言。
infinite well: ψ(0) = ψ(L) = 0 ⇒ E_n = n²π²ℏ²/2mL²
要求 ψ 在兩壁處歸零,便挑出一架離散的被允許能量的階梯。
邊界條件取決於位能。在位能躍升到無窮之處,ψ 必須歸零,但它的斜率可以出現扭折;在位能僅為有限之處,ψ 及其斜率都必須保持連續。用錯條件,就會得出錯誤的能量。
又稱
另見