先備知識薛丁格方程式力的概念

波包受力時可推得運動方程式

僅用薛丁格方程式計算電場中電子的運動,並將波包中心的位置與運動方程式的解疊合比較。

波の計算の結果は、運動方程式の答えとどれだけ違うか

用公式解釋現象

  1. 1建立無外力時的波動關係式ħω=⁠ħ²k²2m……
  2. 2疊加波以形成波包ψ(x, t)=⁠∫ A(k) ei(kx − ωt) dk……
  3. 3求出波包的傳播速率v=⁠dωdk=⁠ħkm……
  4. 4以動量顯示速率v=⁠pm……
  5. 5加入力的作用iħ ∂ψ∂t=⁠−(ħ²2m) ∂²ψ∂x²− F x ψ……
  6. 6力的項使各位置的波相位旋轉ψ→⁠ψ × eiFxt/ħ……
  7. 7波數隨時間增加k(t)=⁠k₀+⁠Ftħ……
  8. 8力改變動量dpdt=⁠F……
  9. 9推得運動方程式mdvdt=⁠F……
  10. 接下來討論力隨位置變化的情況
  11. 10推導力隨位置變化時的平均值關係式d⟨p⟩dt=⁠⟨F(x)⟩⁠,d⟨x⟩dt = ⟨p⟩m……
  12. 11波包夠窄時,平均力近似為中心所受的力m d²⟨x⟩dt²≒⁠F(⟨x⟩)+⁠½ F″(⟨x⟩) σ²……
  13. 12彈簧力下,不論寬度皆相符F = −kx⇒⁠F″ = 0……
  14. 13窄位能障使波包的運動偏離運動方程式σ≳力變化的長度尺度⇒⁠波包分成2個部分……
  15. 14質量大的物體,其波包幾乎不擴散擴散時間≒⁠2mσ²ħ……