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茶壶bxy

银虫 (正式写手)

[求助] 三维薛定谔方程不分离变量的求解方法 已有1人参与

如下形式的三维薛定谔方程:
三维薛定谔方程不分离变量的求解方法

解析解算三维薛定谔方程通常需要进行分离变量,即令:

三维薛定谔方程不分离变量的求解方法-1

但这要求势函数V为球对称函数,因此请问,有没有一种求解方法可以不通过分离变量来求解,能够计算V不是球对称函数情况下波函数的解?
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加油
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16178337

木虫 (著名写手)

2楼2016-04-20 21:10:40
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ra2ghgzh

木虫 (正式写手)

学痴

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
茶壶bxy: 金币+50, ★★★★★最佳答案, 十分感谢! 2016-04-21 14:18:07
曾谨言版《量子力学》第四版 第六章中心力场 6.1中心力场中粒子运动的一般性质 第一段
“最重要的几种中心力场—Coulomb场或万有引力场,各向同性谐振子场以及无限深球方势阱,是量子力学中能精确求解的少数问题中的几个”

如果不求解析解的话可以使用微扰、密度泛函等方法
我永远当不了老板
3楼2016-04-20 21:42:48
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4楼2016-04-20 22:14:05
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东方天遥

至尊木虫 (著名写手)

并没有球对称要求的,啥情况都能分解

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天行健,君子以自强不息
5楼2016-04-23 01:16:46
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newshashou

银虫 (著名写手)

把V从单个值,改为张量即可,用矩阵求解会方便点

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奇迹是用来创造的
6楼2016-04-23 05:54:49
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舟舟周

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
5楼: Originally posted by 东方天遥 at 2016-04-23 01:16:46
并没有球对称要求的,啥情况都能分解

请教一下,那如何进行分解呢?势不对称,那么波函数解的各个变量之间就不是独立的关系了?

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7楼2016-04-23 08:39:26
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东方天遥

至尊木虫 (著名写手)

引用回帖:
7楼: Originally posted by 舟舟周 at 2016-04-22 18:39:26
请教一下,那如何进行分解呢?势不对称,那么波函数解的各个变量之间就不是独立的关系了?
...

你那么分也没问题,可能麻烦点而已

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天行健,君子以自强不息
8楼2016-04-23 08:52:03
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舟舟周

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
8楼: Originally posted by 东方天遥 at 2016-04-23 08:52:03
你那么分也没问题,可能麻烦点而已
...

请问,您能给出分离的形式吗,就是将什么样的解函数带入到薛定谔方程中,薛定谔方程里面的势怎么表示呢?

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9楼2016-04-23 10:26:25
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月下的淡然

铜虫 (小有名气)

分离变量法是求解常见偏微分方程的最主要方法,好多有界问题都能用分离变量法求解,
一般来说,只要系统具有某种对称性,用分离变量求解就非常简单,例如具有球对称的系统(氢原子,有心力场)可用球坐标分解;具有柱对称的系统(纳米管,载流导线)可用柱坐标分解等等。
另外,如果好多含时方程也可以分解为时间和空间两部分,例如含时的薛定谔方程就可以分解为时间因子和定态薛定谔方程。
说白了,只要预期中的解能够将各个分量分开,写成没有相互耦合的各个分量函数相乘的形式,都能用分离变量法。要做到这一点,就要选择合适的坐标系,上面所说的球坐标和柱坐标(或者其他自己定义的坐标系);然后最难的一点就是将方程和边界条件分离变量,这需要知道特定坐标系中微分算子的形式(球坐标和柱坐标的网上都有);最后就是一般的程序:求本征方程,讨论结果。
10楼2016-04-25 17:04:20
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