Monday, July 20, 2015

系统的状态是用一个空间、时间的函数 f(x) 描述,这在量子力学中称为波函数,而系统的物理量是用作用于这个函数的算符描述,例如,对于动量有一个动量算符 P。如果 P f(x) = k f(x) (k 是数而不是算符) 则我们称 f(x) 态具有动量 k。

求教正则动量与动量算符以及波矢k的问题 - 豆瓣

www.douban.com/group/topic/55736572/
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2014年7月15日 - 然后代入功能原理,得到d(hk)/dt = F,则称k为准动量。 ... 那么如果动量算符作用在磁场运动电子的能量本征态上,得到的是机械动量的平均值吗?
  • 第十三章

    boson4.phys.tku.edu.tw/solid-state/ch13.htm
    而聲子的研究則是關於如何分類與命名這些振動模式、如何計算它們的頻率、以及 .... 變,也因此隨著波長趨於非常長波長的極限,能量(頻率) 會隨著波數(k) 的減少而遞減。 .... 從動量算符與位置算符所具有的對易關係[Pl, Rl] = -ih 作出發,我們可以知道 ...
  • 正则动量与动量算符等价吗?布洛赫波波矢k 的意义是什么 ...

    www.zhihu.com/question/24494271
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    2014年7月16日 - 德布罗意关系,p=hk只是针对平面波的k才是有效的吗? ... 那么如果动量算符作用在磁场运动电子的能量本征态上,得到的是机械动量的平均值吗?
  • phymath999: qm01 tw01 動量(波長)的分布也是高斯分布 ...

    phymath999.blogspot.com/2013/09/qm01-tw01-k.html
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    2013年9月9日 - 顯然,頻率愈高或波長愈短的光波,其波數k 愈大,相應的光子的動量愈大· .... Laplace operator 哈密顿▽是一个算符二阶的叫做拉普拉斯算子▽u ...
  • [PDF]轨道角动量 - 北京大学物理学院

    www.phy.pku.edu.cn/~xurenxin/teach/.../04_angular.pdf
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    算符:. •平均值:. •测量:对某量子态|ψ >测量力学量O,则原|ψ >态将有 c i. *c .... z. ] = iħl x. , [l z. , l x. ] = iħl y. 一般性地写作. [l i. , l j. ] = iħεijk l k. 或:l × l = iħl. ˆ ˆ. ˆ ˆ.
  • [PDF]第二章粒子在三維無限位能井理論2-1 立方形奈米晶體

    dspace.lib.ntnu.edu.tw/bitstream/77345300/60273/2/19800902.pdf
    由 陳正源 著作 - ‎2015
    動量算符, (. ) ... 上述薛丁格方程式藉著變數分離,可以解出歸一化後的波函數為 ... 其中q、s、t 分別代表三個方向的量子數,而波數可以表示為. 2. 2 h tsq tsq. mE k.
  • 的^給(我(kx -ωT)),k是波數和X是位置向量,這個量 ... - 小書屋

    www.readingcabin.com/article/544fb677fc83edcb6a314e5ccaa33894/
    波函數是一個實體,包含了系統的信息。當你提出正確的問題,往往把它所擁有的信息。例如區分波方程的WRT空間你的動量算符區分相對於時間你的能量算子。

  •  
    为什么量子理论中必须有虚数 i
    已有 654 次阅读 2015-3-20 06:15 |个人分类:物理|系统分类:科研笔记
    ---未经博主书面同意,不得转载---
    在万维网一次讨论中,我曾经提到量子理论与经典物理有一个明显的不同,那就是量子理论是基于复数,而经典物理是实数理论。这个观察是基于薛定谔方程中出现了i 。如果我们看一个场的拉格朗日量,量子场与经典场并没有区别,虚数 i 出现在将场量子化的过程中。
    在一次讨论中微子可能超光速时,我提到如果中微子质量为虚数,则其超光速并不违背相对论。对于物理学来说,没有圣经,什么条条框框都是可以打破的,是否能准确解释自然现象是唯一的标准。
    最近在网上看到了这篇文章, 《Timing quantum tunneling to attosecond precision》,里面提到几名科学家测量了量子穿透的时间,“ The quantum mechanical equivalent of the electron's velocity is described by a complex number: the sum of a real and imaginary number.”, 也就是说对于隧道效应中的粒子来说速度是复数,时间也是复数。
    这篇博文《Why complex numbers are fundamental in physics》(为什么复数对于物理是基本的)试图说明为什么量子物理必须有虚数。但文章似乎只说明了可以有虚数,没有说明为什么必须有虚数。

    这两天开车时,我思考了一下这个问题,现在把我的思路总结一下。
    首先,我们看量子物理与经典物理的根本区别在哪。在经典物理中,位置 x 、动量 k 是描述系统运动的变量。但量子物理不是如此,量子力学隔了一层,系统的状态是用一个空间、时间的函数 f(x) 描述,这在量子力学中称为波函数,而系统的物理量是用作用于这个函数的算符描述。例如,对于动量有一个动量算符 P。如果 P f(x) = k f(x)  (k 是数而不是算符) 则我们称 f(x) 态具有动量 k。这就是量子力学的核心数学思想。现在我们来看看,这个动量算符 P 用坐标x 来表示是什么,会不会出现虚数 i。
    考虑系统向右移动距离a, 这将 函数 f(x) 平移距离  a, 成为 f (x-a), 那么根据泰勒展开,我们有

    以上对易关系是整个量子理论的基础。
    值得注意的是,我们上面仅仅是假设对应系统平移不变性有一个量(称之为动量),我们就得出了动量的算符,而且这个算符中间没有出现时间(或者速度)概念。类似的,对应于转动的量子理论,我们有相应的动量,也就是角动量,其算符仅仅是将上面的位置 x 换成 角度。
    有人可能会问,为什么一定要虚数,我不能把所有方程列出实数部、虚数部,一个复数方程变两个实数方程不就行了?
    问题是,这两个实数方程是不能独立的,如果将复函数分成实数部、虚数部的耦合方程,那么实际上相当于一个二分量向量方程。
    我们将会需要这样的 2 x 2 矩阵,
    (0110).
    显然,(0110)2=(1001)
    结果还是回到了一个东西的平方等于 -1.



    k空间是不是可以理解为动量空间,或者至少是电子的准动量空间呢?

    作者: gkd_0000 (站内联系TA)    发布: 2013-11-26
    K空间不是动量空间,是经过傅里叶变换的实空间
    2楼: Originally posted by tianlangxingaa at 2013-11-27 00:41:04
    K空间不是动量空间,是经过傅里叶变换的实空间
    书本上是这么说的,但是这样实在不便于我们理解能带图 。 电子的准动量p=hk, h是普朗克常量没有反向性, k具有与p相同的方向, 所以我才那么问。。。
    严格来说不是,但是很多时候作为动量空间会好理解。
    可以这么理解,但是不严格,应该是准电子的动量空间。
    其实k点真正的意义,就是在于,电子已经不在是经典粒子,已经是波函数,不同的k点代表电子波函数有不同的波长。如一维来说,k=1/2, 这个波长的周期就是2个cell,而k=1/4,他的波长的周期就是4个cell。所以我们就得取不同的k点,而使波函数是完备的。所以,k不是动量。
    在计算当中我也遇到诸如此类的问题。
    关于K和K点的认识。
    有待高手详细解答呀
    在周期性势场中电子波函数为bloch函数,可以写成|n,k>的形式。这个bloch函数是哈密顿量和平移算符的共同本征态,波矢k就是平移算符本征态的指标,能带指标n就是哈密顿算符本征态的指标。就和氢原子本征态|nlm>中的三个量子数一样。
    注意这里选取的是哈密顿量和平移算符这对力学量完全集,没有动量算符,也没有轨道角动量算符,因为在周期性市场中这两个算符可能不和哈密顿算符对易。如果k是真实的动量,动量算符必须和哈密顿量对易。
    可以简单验证下:bloch函数psi(r) = exp(ik*r) * u(r),动量算符p = -i *h_bar*d/dx,很难整理成本征值的形式。

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