Линейные операторы в квантовой механике. Кирсанов А.А. - 28 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

28
что каждому собственному значению оператора
L
может соответ-
ствовать только одна линейно-независимая собственная функция, а
полученные две функции должны быть линейно-зависимыми, т.е. от-
личаются постоянным множителем, который мы обозначим
n
M :
nnn
MM Ψ=Ψ
. (8)
Равенство (8) означает, что
n
Ψ - собственная функция опе-
ратора
M
, т.е. собственные функции оператора
L
являются и
собственными функциями
M
. Теорема доказана.
Пример. Может ли потенциальная энергия
(
)
zyxU ,,
и про-
екция импульса
x
p одновременно иметь определённые значения?
Решение. Оператор потенциальной является оператором ум-
ножения
(
)
zyxUU ,,
=
. Оператор проекции импульса
x
p имеет
вид
x
i
p
x
=
h
. Подействуем произведением этих операторов на
произвольную функцию
(
)
zyx ,,Ψ
заданного класса функций:
( ) ( )( )
Ψ
+
=Ψ
=Ψ
x
U
x
U
i
zyxzyxU
xi
Up
x
hh
,,,,
.
С другой стороны
( )
x
zyxU
i
pU
x
Ψ
=Ψ ,,
h
.
Отсюда видно, что вообще говоря
xx
pUUp
,
т.е. операторы не коммутируют и значит соответствующие вели-
чины не могут иметь одновременно определённых значений.
Только в частном случае, когда
U
не зависит от
x
и следова-
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
                                                                            28
    что каждому собственному значению оператора L€ может соответ-
    ствовать только одна линейно-независимая собственная функция, а
    полученные две функции должны быть линейно-зависимыми, т.е. от-
    личаются постоянным множителем, который мы обозначим M n :

         M€Ψn = M n Ψn .                                              (8)

        Равенство (8) означает, что Ψn - собственная функция опе-
    ратора M€ , т.е. собственные функции оператора L€ являются и
    собственными функциями M€ . Теорема доказана.
        Пример. Может ли потенциальная энергия U ( x, y, z ) и про-
    екция импульса p x одновременно иметь определённые значения?
        Решение. Оператор потенциальной является оператором ум-
    ножения U€ = U ( x, y, z ) . Оператор проекции импульса p x имеет

                h ∂
    вид p€x =        . Подействуем произведением этих операторов на
                i ∂x
    произвольную функцию Ψ ( x, y, z ) заданного класса функций:

                  h ∂
         p€xU€Ψ =      (U (x, y, z )Ψ (x, y, z )) = h  ∂U + U ∂ Ψ .
                  i ∂x                              i  ∂x      ∂x 
        С другой стороны
                  h              ∂Ψ
         U€p€x Ψ = U ( x, y, z )    .
                  i              ∂x
        Отсюда видно, что вообще говоря
         p€xU€ ≠ U€p€x ,
    т.е. операторы не коммутируют и значит соответствующие вели-
    чины не могут иметь одновременно определённых значений.
    Только в частном случае, когда U не зависит от x и следова-




PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com