薛定谔方程中的势函数

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/01 03:13:03
薛定谔方程中的势函数是怎么得来的?既然经典电磁场方程不适用,又怎么知道某个电荷在其他电荷作用下的电势(为便于考虑,假定其他电荷固定)?在学固体物理时用的是一个比较随意的近似假设,但是也得根据库仑定律,所以本质上是用经典宏观结论来逼近,但是宏观结论又是量子理论的推论,所以就像鸡蛋一样不能自圆其说。

经典电磁理论也并非完全不适用于微观世界,它的某些方面,比如电磁波能量的空间分布确实很不适用于微观层面,但它的另一些方面,比如库仑势的公式,即便在微观领域也是相当精确的。当初在波动方程里直接使用点电荷的静电势能公式,算是一种理论假设。后来用这样的波动方程很好地计算出了氢原子的能级结构,说明这种假设是合理的。后来涉及多电子的复杂原子时,除了继续假设库仑势适用以外,又引入了波函数对称性、电子自旋、磁矩耦合等纯量子力学的、微观粒子所特有的相互作用,这等价于微观世界里除了有熟悉的电磁力以外还出现了某种新的力(有时称之为“交换力”),如此构建的复杂原子也很符合实验数据,说明理论的假设仍然不错。到了更以后,在理论不断发展(主要是与狭义相对论相协调,并作所谓的二次量子化的处理)和测量精度不断提高的双重推动下,诞生了更精确的量子电动力学,这时候才不需要经典库仑势,由量子电动力学在某种近似下可推得库仑势。