薛定谔方程
边界条件
边界条件是你在一个问题的边缘对波函数提出的物理要求,正是它们挑出自然界真正允许的那些解。薛定谔方程本身有太多的数学解,其中大多数都是物理上的胡言乱语。边界条件就是那把筛子,剔除胡言,留下真实的态。
通常的要求是披着数学外衣的常识。波函数在远处不可以发散到无穷,因为粒子总得以有限的总概率在某处被找到。它必须在不可穿透的高墙处归零。而凡是势为有限的地方,它都必须平滑地接上,没有断裂或扭折。对任意的能量,这些条件很少能同时满足。
深刻的回报正在于此:坚持良好的边界行为,恰恰就是逼出能量量子化的原因。只有在某些特别的能量上,一个解才能同时做到处处有限、在该归零处归零、并平滑地缝合起来。那些幸存下来的能量就是本征值;原子能级的离散性,正是边界条件在发言。
infinite well: ψ(0) = ψ(L) = 0 ⇒ E_n = n²π²ℏ²/2mL²
要求 ψ 在两壁处归零,便挑出一架离散的被允许能量的阶梯。
边界条件取决于势。在势跃升到无穷之处,ψ 必须归零,但它的斜率可以出现扭折;在势仅为有限之处,ψ 及其斜率都必须保持连续。用错条件,就会得出错误的能量。
又称
另见