目录

  • 1 稳恒磁场
    • 1.1 磁场和磁感应强度
      • 1.1.1 磁场
      • 1.1.2 磁感应强度(一)
      • 1.1.3 磁感应强度(二)
      • 1.1.4 磁感应强度(三)
    • 1.2 毕奥萨伐定律
      • 1.2.1 毕奥萨伐定律
      • 1.2.2 毕奥萨伐定律应用(一)
      • 1.2.3 毕奥萨伐定律应用(二)
      • 1.2.4 毕奥萨伐定律应用(三)
    • 1.3 磁高斯定理和安培环路定理
      • 1.3.1 磁场的高斯定理
      • 1.3.2 安培环路定理
      • 1.3.3 安培环路定理的应用(一)
      • 1.3.4 安培环路定理的应用(二)
    • 1.4 磁场对运动电荷的作用
      • 1.4.1 磁场对载流导体的作用(一)
      • 1.4.2 磁场对载流导体的作用(二)
      • 1.4.3 磁矩
      • 1.4.4 安培力的功
      • 1.4.5 霍尔效应
  • 2 磁介质
    • 2.1 顺磁性和抗磁性
    • 2.2 磁化强度和磁化电流
      • 2.2.1 磁介质的磁化强度
      • 2.2.2 磁化电流(一)
      • 2.2.3 磁化电流(二)
      • 2.2.4 磁化电流(三)
    • 2.3 介质中的磁场和磁场强度
      • 2.3.1 介质中磁场的高斯定理
      • 2.3.2 介质中磁场的安培环路定理
      • 2.3.3 磁介质的磁化率和磁导率
    • 2.4 铁磁质
    • 2.5 电场和磁场的相对性
  • 3 变化的电磁场
    • 3.1 电磁感应定律
      • 3.1.1 电磁感应现象
      • 3.1.2 法拉第电磁感应定理和楞次定律
      • 3.1.3 电磁感应的应用
    • 3.2 动生电动势
      • 3.2.1 动生电动势
      • 3.2.2 动生电动势的应用
    • 3.3 感生电动势 感应电场
      • 3.3.1 感生电动势
      • 3.3.2 感生电动势的性质
      • 3.3.3 感生电动势的计算(一)
      • 3.3.4 感生电动势的计算(二)
      • 3.3.5 感生电动势的应用
    • 3.4 自感和互感
      • 3.4.1 互感现象
      • 3.4.2 自感现象(一)
      • 3.4.3 自感现象(二)
    • 3.5 电容和电感电路中的暂态电流
      • 3.5.1 RL电路
      • 3.5.2 RC电路
      • 3.5.3 LC电路
      • 3.5.4 LRC电路
    • 3.6 磁场能量
      • 3.6.1 自感磁能
      • 3.6.2 互感磁能
    • 3.7 位移电流
      • 3.7.1 位移电流
      • 3.7.2 全电流
      • 3.7.3 全电流定律
  • 4 电磁波
    • 4.1 电磁波的性质
      • 4.1.1 光速
      • 4.1.2 横波性
    • 4.2 电磁波的能量和动量
      • 4.2.1 能流密度
      • 4.2.2 动量、辐射、压强
    • 4.3 电磁波谱
  • 5 光的偏振
    • 5.1 原子发光
      • 5.1.1 原子发光模型
      • 5.1.2 光波列的频谱宽度
    • 5.2 自然光和偏振光
    • 5.3 偏振片 马吕斯定律
      • 5.3.1 偏振片
      • 5.3.2 马吕斯定律
    • 5.4 反射和折射时光的偏振
      • 5.4.1 布儒斯特定律
      • 5.4.2 偏振片的应用
    • 5.5 双折射现象
      • 5.5.1 双折射现象
      • 5.5.2 寻常光和非寻常光
      • 5.5.3 晶体的主折射率正晶体、负晶体
      • 5.5.4 用惠更斯作图法说明双折射现象(一)
      • 5.5.5 用惠更斯作图法说明双折射现象(二)
    • 5.6 光振动的叠加 波片
      • 5.6.1 玻片(一)
      • 5.6.2 玻片(二)
      • 5.6.3 圆和椭圆偏振光的检偏
    • 5.7 人工双折射旋光
  • 6 光的干涉和衍射
    • 6.1 光波的相干叠加
    • 6.2 双缝干涉
    • 6.3 薄膜干涉
      • 6.3.1 薄膜干涉(一)
      • 6.3.2 薄膜干涉(二)
      • 6.3.3 相干条件
    • 6.4 薄膜的等倾干涉
      • 6.4.1 等倾干涉(一)
      • 6.4.2 等倾干涉(二)
      • 6.4.3 增透膜增反膜
    • 6.5 薄膜的等厚干涉
      • 6.5.1 劈尖干涉(一)
      • 6.5.2 劈尖干涉(二)
      • 6.5.3 牛顿环
    • 6.6 偏振光的干涉
      • 6.6.1 偏振光的干涉(一)
      • 6.6.2 偏振光的干涉(二)
    • 6.7 光栅干涉
      • 6.7.1 光的衍射
      • 6.7.2 惠更斯夫琅禾费衍射
      • 6.7.3 单缝夫琅禾费衍射(一)
      • 6.7.4 单缝夫琅禾费衍射(二)
      • 6.7.5 单缝夫琅禾费衍射(三)
      • 6.7.6 双缝夫琅禾费衍射(一)
      • 6.7.7 双缝夫琅禾费衍射(二)
    • 6.8 夫琅禾费衍射
      • 6.8.1 光栅衍射(一)
      • 6.8.2 光栅衍射(二)
      • 6.8.3 光栅衍射(三)
      • 6.8.4 光栅分辨本领
    • 6.9 夫琅禾费圆孔衍射
  • 7 量子光学基础
    • 7.1 热辐射
    • 7.2 普朗克的能量子假说
    • 7.3 光电效应和康普顿散射
    • 7.4 氢原子理光谱 玻尔理论
  • 8 量子力学基础
    • 8.1 德布罗意物质波
      • 8.1.1 德布罗意物质波假设
      • 8.1.2 德布罗意波的实验验证
    • 8.2 波函数
      • 8.2.1 波函数的统计解释
      • 8.2.2 波粒二象性
      • 8.2.3 态叠加原理
    • 8.3 不确定性关系
      • 8.3.1 位置和动量的不确定关系
      • 8.3.2 不确定关系与粒子的零点能
      • 8.3.3 能量和时间的不确定关系
    • 8.4 薛定谔方程
      • 8.4.1 薛定谔方程的建立
      • 8.4.2 定态薛定谔方程
    • 8.5 力学量算符的本征值问题
    • 8.6 薛定谔方程的应用
      • 8.6.1 一维无限深势阱(一)
      • 8.6.2 一维无限深势阱(二)
      • 8.6.3 一维谐振子
      • 8.6.4 一维散射
      • 8.6.5 扫描隧穿显微镜
    • 8.7 氢原子量子理论
      • 8.7.1 氢原子的薛定谔方程
      • 8.7.2 氢原子的量子数、能量和角动量
      • 8.7.3 塞曼效应
      • 8.7.4 氢原子的径向波函数
      • 8.7.5 氢原子的角向波函数
    • 8.8 电子自旋 泡利不相容原理
      • 8.8.1 电子自旋
      • 8.8.2 泡利不相容原理
  • 9 阅读
    • 9.1 阅读
薛定谔方程


薛定谔方程(Schrodinger equation)在量子力学中,体系的状态不能用力学量(例如x)的值来确定,而是要用力学量的函数Ψ(x,t),即波函数(又称概率幅,态函数)来确定,因此波函数成为量子力学研究的主要对象。力学量取值的概率分布如何,这个分布随时间如何变化,这些问题都可以通过求解波函数的薛定谔方程得到解答。这个方程是奥地利物理学家薛定谔于1926年提出的,它是量子力学最基本的方程之一,在量子力学中的地位与牛顿方程在经典力学中的地位相当,超弦理论试图统一两种理论。

薛定谔方程是量子力学最基本的方程,亦是量子力学的一个基本假定,其正确性只能靠实验来确定。

量子力学中求解粒子问题常归结为解薛定谔方程或定态薛定谔方程。薛定谔方程广泛地用于原子物理、核物理和固体物理,对于原子、分子、核、固体等一系列问题中求解的结果都与实际符合得很好。

薛定谔方程仅适用于速度不太大的非相对论粒子,其中也没有包含关于粒子自旋的描述。当涉及相对论效应时,薛定谔方程由相对论量子力学方程所取代,其中自然包含了粒子的自旋。

薛定谔提出的量子力学基本方程 。建立于 1926年。它是一个非相对论的波动方程。它反映了描述微观粒子的状态随时间变化的规律,它在量子力学中的地位相当于牛顿定律对于经典力学一样,是量子力学的基本假设之一。设描述微观粒子状态的波函数为Ψ(r,t),质量为m的微观粒子在势场V(r,t)中运动的薛定谔方程为。在给定初始条件和边界条件以及波函数所满足的单值、有限、连续的条件下,可解出波函数Ψ(r,t)。由此可计算粒子的分布概率和任何可能实验的平均值(期望值)。当势函数V不依赖于时间t时,粒子具有确定的能量,粒子的状态称为定态。定态时的波函数可写成式中Ψ(r)称为定态波函数,满足定态薛定谔方程,这一方程在数学上称为本征方程,式中E为本征值,它是定态能量,Ψ(r)又称为属于本征值E的本征函数。

薛定谔方程是量子力学的基本方程,它揭示了微观物理世界物质运动的基本规律,如牛顿定律在经典力学中所起的作用一样,它是原子物理学中处理一切非相对论问题的有力工具,在原子、分子、固体物理、核物理、化学等领域中被广泛应用。


埃尔温·薛定谔(Erwin Schrodinger,1887—1961年)1887年8月12日出生于奥地利首都维也纳。1906年至1910年,他就学于维也纳大学物理系。1910年获得博士学位。毕业后,在维也纳大学第二物理研究所从事实验物理的工作。第一次世界大战期间,他应征服役于一个偏僻的炮兵要塞,利用闲暇时间研究理论物理。战后他仍回到第二物理研究所。1920年他到耶拿大学协助维恩工作。1921年薛定谔受聘到瑞士的苏黎世大学任数学物理教授,在那里工作了6年,薛定谔方程就是在这一期间提出的。

1927年薛定谔接替普朗克到柏林大学担任理论物理教授。1933年希特勒上台后,薛定谔对于纳粹政权迫害爱因斯坦等杰出科学家的法西斯行为深为愤慨,移居牛津,在马达伦学院任访问教授。同年他与狄拉克共同获得诺贝尔物理学奖。

1936年他回到奥地利任格拉茨大学理论物理教授。不到两年,奥地利被纳粹并吞后,他又陷入了逆境。1939年10月流亡到爱尔兰首府都柏林,就任都柏林高级研究所所长,从事理论物理研究。在此期间还进行了科学哲学、生物物理研究,颇有建树。出版了《生命是什么》一书,试图用量子物理阐明遗传结构的稳定性。1956年薛定谔回到了奥地利,被聘为维也纳大学理论物理教授,奥地利政府给予他极大的荣誉,设定了以薛定谔命名的国家奖金,由奥地利科学院授予。