线性谐振子量子特性的可视化研究

基于量子理论和数值计算,重点研究了量子力学中二、三维线性谐振子的基本特性,包括波函数及其能量、能级、简并度和几率密度,得到了三维谐振子的四维图形,同时得到了二维线性谐振子的三维图形.结果表明,线性谐振子能量只能取分立值,能量是量子化的;谐振子的能级是均匀分布的,且相邻两能级间隔为ΔE=?ω.二维线性谐振子的简并度为N+1,但N=0时,对应的基态波函数无简并;波函数与平面Ψ=0的交线数为N;几率密度图能更直观地显示出几率密度的峰值个数与大小,且几率密度分布的极大值个数为(n_x+1)(n_y+1).三维情况下,以基态波函数为准,在一定范围内([-3,3]),x, y, z轴上的切片数分别为n_x+1,n_y+1,n_z+1,总的切片数为n_x+n_y+n_z+3.另外,通过MATLAB软件得到了三维线性谐振子的四维空间切片图,可视化的结果与理论结果完全吻合.     

极坐标系下二维各向同性谐振子能级及波函数的研究

利用代数解法研究了平面直角坐标系和平面极坐标系下二维各向同性谐振子的能级分布及本征波函数。结果表明在不同坐标系下,能级分布、简并度、宇称等物理量不变,只是本征波函数的表示形式发生了变化,同时在平面极坐标系二维各向同性谐振子的求解为进一步理解量子力学相关本征值问题的代数解法具有一定的理论意义。     

二维势箱函数的可视化研究

运用分离变量法和数值仿真,得到了量子理论中二维势箱函数波函数及其相关特性的理论和可视化结果.结果表明:二维势箱函数的能级是量子化的;能量随着量子数的增加而增加,但势箱长度和宽度越大,能量越小.对于二维的正方势箱函数,粒子波函数的简并度为nx+ny-1,峰值个数为nx?ny,且与Ψ=0平面的交线数也为nx?ny;几率密度...     

球坐标系下三维谐振子的本征问题研究

根据量子理论给出了球坐标系下角动量平方算符和三维谐振子哈密顿算符的本征值和本征波函数。结果表明球坐标系下三维谐振子本征波函数可以用级数递推关系给出,本征值和直角坐标系下得到的结果一样。     

三维各向同性谐振子在两不同坐标下的解及其联系

根据量子理论及薛定谔方程,从三维各向同性谐振子的本征值与本征函数出发,详细研究了三维各向同性谐振子在直角坐标系和球面坐标系下的本征函数、本征值之间的对应关系。理论分析表明,直角坐标系两不同坐标系下的本征函数之间通过一个幺正变换联系起来,能级简并度与幺正变换矩阵阶数相同。     

叠加势函数V（r）=A0r6+A1r4+A2r2+B2/r2+B1/r4+B0/r6 schrdinger方程的解析解

根据波函数的有限性和叠加势函数的的渐近性质,通过待定叠加势波函数的设定,得到势函数表示为V（r）=A₀r⁶+A₁r⁴+A₂r²+B₂/r²+B₁/r⁴+B₀/r⁶的schrdinger方程的精确的能量本征值和本征波函数。     

三维谐振子在H'=λμω02/2(x2+y2+z2)下能级的近似解和精确解

推导出了三维各向同性谐振子在势V=λμω02/2(x2+y2+z2)中能级的近似解和精确解,并讨论了三维各向同性谐振子在势V=λμω02/2(x2+y2+z2)中的能级及简并度变化.     

应用广义量子线性变换理论求解二维耦合量子谐振子

利用广义量子线性变换理论,给出了耦合量子谐振子■=1/2m(■2/1 ■2/2) 1/2mω2(■12 ■22) k/2(■1-■2)2的能量本征值、本征态、演化算符、演化矩阵以及波函数.     

非球谐振子势V(r)=D_0r~(14)+D_1r~(12)+D_2r~(10)+D_3r~8+D_4r~6+D_5r~4+D_6r~2 schrdinger方程的解析解

根据波函数的有限性和非球谐振子势的渐近性质,通过待定非球谐振子势波函数的设定,得到势函数表示为V(r)=D0r14 +D1r12 +D2r10 +D3r8 +D4r6 +D5r4 +D6r2 的schr dinger方程的精确的能量本征值和本征波函数。     

非球谐振子势V(r)=D0r14+D1r12+D2r10+D3r8+D4r6+D5r4+D6r2 schr(o..)dinger方程的解析解

根据波函数的有限性和非球谐振子势的渐近性质,通过待定非球谐振子势波函数的设定,得到势函数表示为V(r)=D0r14+D1r12+D2r10+D3r8+D4r6+D5r4+D6r2的schr(o..)dinger方程的精确的能量本征值和本征波函数.     

基于相移法的直流測量半导体內非平衡载流子寿命

应用相移法测量半导体内非平衡载流子寿命是近年来采用较多的方法。当一矩形半导体样品受一调幅光j=j_0+j_0’sin(ωtf+Ψ)照射,且同时通以恒定电流时(图1),样品两端产生一交变电压v_~=-v_0’sin(ωt+Ψ-φ),其中落后的相角φ满足以下关系:     

三维谐振子在H′=(λμω_0~2/2)(x~2 y~2 z~2)下能级的近似解和精确解

推导出了三维各向同性谐振子在势V=(λμω_0~2/2)(x~2 y~2 z~2)中能级的近似解和精确解,并讨论了三维各向同性谐振子在势V=(λμω_0~2/2)(x~2 y~2 z~2)中的能级及简并度变化.     

用流方程方法研究非线性谐振子的物理性质

利用流方程方法研究了非线性谐振子系统的本征值.对于耦合谐振子系统,系统能谱与耦合项有关,并存在极小值.在非谐振参数(λp(0))和gi(0)与谐振子频率ωj(0)之比满足λp(0)/ωj(0)＜＜1,gi(0)/ωj(0) ＜＜1(i,j=a,b;p=1,2)条件下,利用流方程方法给出了系统本征值能谱的一级近似解析式.结果也表明,在谐振子弱耦合情况下,一个谐振子的非谐振项主要对本谐振子频率产生影响,对其他谐振子频率的影响很小.     

利用幺正算符求解耦合谐振子和RLC量子化电路的哈密顿量

对于哈密顿量为H=2pm2+γ(qp+pq)+12mω2q2的耦合谐振子和哈密顿量为H=2pL2+2RL(qp+pq)+21Cq2的RLC量子化电路,通过引入幺正算符使其退耦合,给出了该耦合谐振子和RLC量子化电路的能谱信息.计算结果与求解薛定谔方程得到的结果一致,推导过程简洁易懂,该方法能够培养和提升学生运用量子力学解决复杂物理问题的能力.     

正余弦加权叠加式的研究

AcoS(ωt)+Bsin(ωt)=Csin(ωt+D)中,令A=k1a、B=k2b、C=k3(A2+B2)1/2=k3(a2+b2)1/2、D=k4β,并规定a、b、(A2+B2)1/2和β都取A、B、C、D的绝对值,即a＞0、b＞0、(A2+B2)1/2＞0、β≥0,推导出AcoS(ωt)+Bsin(ωt)=F(B)(A2+B2)1/2sin[ωt+F(AB)β]其中F(B)=B/|B|,F(AB)=AB/|AB|,β=tg-1|A/B|,(A2+B2)1/2＞0.     

Beltrami方程正规解的一个注记

主要讨论了下面Beltrami方程的正规解:(1) {f-z=(m1za-zb+m2z-z-1)xDfz}.(2) {f-z=m1zα-zb+m2zb+2-zb/1+m2(b-α+2)|z|2b+2/b+1xDfz},其中xD 为单位圆盘D的特征函数,α,b,m1,m2均为实数, m2≥0,|m1|+m2<1,α+b≥0,b-α+2∈Z+.     

两尺度矩阵与正交小波

设尺度函数φ(x)∈V0生成L2(R)的一个多分辨分析{Vj},W0+V0=V1,小波Ψ∈W0,两尺度关系是(x)=∑kpk(2x-k),Ψ(x)=∑kqk(2x-k),傅立叶变换式为^(ω)=P(z)^(ω2),^Ψ(ω)=Q(z)^(ω2),z=e-iω/2,两尺度矩阵为M(z)=P(z)P(-z)Q(z)Q(-z).{Ψ(x-k)k∈Z}为W0的标准正交基的充要条件是对几乎所有的z∈T两尺度矩阵M(z)为酉矩阵.     

具临界指数的Baouendi-Grushin方程显式整解及Sobolev嵌入常数

给出了具临界指数的Baouendi-Grushin方程Pu=-uQQ+-22的显式解为u=c[(2|z|2)2+4|t|2]-Q4-2,其中P=Δz+|z|2Δt为α=1时的广义Baouendi-Grushin算子,z∈Rn,t∈Rm,Q=n+2m为齐次维数,c=[(Q-2)n2]Q4-2,>0.本文还由此导出算子P的精确Sobolev不等式中的嵌入常数为S=2Qmπ-2(nn++2mm){n[n+2(m-1)]}21×Γ(n+m)Γ(n+2m)1n+2m,极值函数为[(1+|z|2)2+4|t|2]-41.当n=m=1时,本文的结论与Beckner[4]的结果一致.     

随机系数代数方程平均实根个数的估计

考虑随机系数代数方程Fn(ω ,t) = 0 (ω) + 1(ω)t +… + n - 1(ω)tn- 1=0 ,其中 i(ω)服从标准正态分布且相互独立 (i=0 ,1,… ,n - 1) ,令ENF(ω)表示Fn(ω ,t)的平均实根个数 ,证明了ENF(ω) <2πlnn - 2nπ- 1806 31πn2 +1.2 372 771,且改进了骆振华、汪明瑾等人的结果     

叠加势函数V(r)=A0r6+A1r4+A2r2+B2/r2+B1/r4+B0/r6schr(o)dinger方程的解析解

根据波函数的有限性和叠加势函数的的渐近性质,通过待定叠加势波函数的设定,得到势函数表示为V(r)=A0r6+A1r4+A2r2+B1/r2+B1/r4+B0/r6的schr(o)dinger方程的精确的能量本征值和本征波函数.