ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
46
ìîæíî ïðèíÿòü çà íà÷àëî îòñ÷åòà âðåìåíè. Òàêîå ñâîéñòâî âðåìåíè íàçû-
âàþò åãî îäíîðîäíîñòüþ.
Ðàññìîòðèì çàìêíóòóþ ñèñòåìó. Ÿ ïîëíàÿ ýíåðãèÿ íå èçìåíÿåòññÿ
âî âðåìåíè. Ïîýòîìó ìîæíî íàïèñàòü, ÷òî
0=
∂
∂
t
H
)
,
ãäå
H
)
- îïåðàòîð Ãàìèëüòîíà.
Ñîñòàâèì ôîðìóëó (12.9) äëÿ ïîëíîé ïðîèçâîäíîé ïî âðåìåíè îò
îïåðàòîðà Ãàìèëüòîíà:
).( HHHH
i
t
H
dt
Hd
))))
h
))
−+
∂
∂
=
Íî òàê êàê âñå ñëàãàåìûå ñïðàâà ðàâíû íóëþ, òî ìû òîò ÷àñ æå
ïîëó÷àåì
0=
dt
Hd
)
. À òîãäà äëÿ ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ ïîëíîé ýíåðãèè çàìêíó-
òîé ñèñòåìû ìîæíî ñîñòàâèòü ñëåäóþùåå âûðàæåíèå:
∫∫
=ΨΨ=ΨΨ=
0
**
ττ
d
dt
Hd
d
dt
Ed
dt
Ed
))
,
òàê êàê
0=
dt
Hd
)
. Íî ïîëó÷åííûé ðåçóëüòàò, ÷òî
0
=
dt
E
d
, è îçíà÷àåò ñîõðà-
íåíèå ýíåðãèè â çàìêíóòîé ñèñòåìå.
Òàêèì îáðçîì, â êâàíòîâîé ìåõàíèêå äëÿ çàìêíóòîé ñèñòåìû çàêîí
ñîõðàíåíèÿ è ïðåâðàùåíèÿ ýíåðãèè âûïîëíÿåòñÿ äëÿ ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ
ïîëíîé ýíåðíèè, â òî âðåìÿ êàê â êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêå ýòîò çàêîí âû-
ïîëíÿåòñÿ òî÷íî â ëþáîé ìîìåíò âðåìåíè. Âìåñòå ñ òåì, ìû óñòàíîâèëè
ñâÿçü çàêîíà ñîõðàíåíèÿ è ïðåâðàùåíèÿ ýíåðãèè ñ îäíîðîäíîñòüþ õîäà
âðåìåíè.
2. Çàêîí ñîõðàíåíèÿ êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ
Ïîêàæåì, ÷òî çàêîí ñîõðàíåíèÿ êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ ñëåäóåò èç
îäíîðîäíîñòè ïðîñòðàíñòâà. Ïóñòü ñîñòîÿíèå ÷àñòèöû (ñèñòåìû) çàäàåòñÿ
âîëíîâîé ôóíêöèåé
()
r
Ψ
, çà íåêîòîðûé ïðîìåæóòîê âðåìåíè ÷àñòèöà ïå-
ðåìåñòèòñÿ íà íåêîòîðîå ðàññòîÿíèå
r
δ
è å¸ ñîñòîÿíèå îïðåäåëèòñÿ íî-
âîé ôóíêöèåé
()
rr
δ
+Ψ
. Ñ÷èòàÿ ïåðåìåùåíèå
r
δ
ìàëîé âåëè÷èíîé ïî
ìîæíî ïðèíÿòü çà íà÷àëî îòñ÷åòà âðåìåíè. Òàêîå ñâîéñòâî âðåìåíè íàçû- âàþò åãî îäíîðîäíîñòüþ. Ðàññìîòðèì çàìêíóòóþ ñèñòåìó. Ÿ ïîëíàÿ ýíåðãèÿ íå èçìåíÿåòññÿ âî âðåìåíè. Ïîýòîìó ìîæíî íàïèñàòü, ÷òî ) ∂H = 0, ∂t ) ãäå H - îïåðàòîð Ãàìèëüòîíà. Ñîñòàâèì ôîðìóëó (12.9) äëÿ ïîëíîé ïðîèçâîäíîé ïî âðåìåíè îò îïåðàòîðà Ãàìèëüòîíà: ) ) dH ∂H i ) ) ) ) = + ( HH − HH ). dt ∂t h Íî òàê êàê âñå ñëàãàåìûå ñïðàâà ðàâíû íóëþ, òî ìû òîò ÷àñ æå ) dH ïîëó÷àåì = 0 . À òîãäà äëÿ ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ ïîëíîé ýíåðãèè çàìêíó- dt òîé ñèñòåìû ìîæíî ñîñòàâèòü ñëåäóþùåå âûðàæåíèå: ) ) dE dE dH = ∫ Ψ* Ψ dτ = ∫ Ψ * Ψ dτ = 0 , dt dt dt ) dH dE òàê êàê = 0 . Íî ïîëó÷åííûé ðåçóëüòàò, ÷òî = 0 , è îçíà÷àåò ñîõðà- dt dt íåíèå ýíåðãèè â çàìêíóòîé ñèñòåìå. Òàêèì îáðçîì, â êâàíòîâîé ìåõàíèêå äëÿ çàìêíóòîé ñèñòåìû çàêîí ñîõðàíåíèÿ è ïðåâðàùåíèÿ ýíåðãèè âûïîëíÿåòñÿ äëÿ ñðåäíåãî çíà÷åíèÿ ïîëíîé ýíåðíèè, â òî âðåìÿ êàê â êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêå ýòîò çàêîí âû- ïîëíÿåòñÿ òî÷íî â ëþáîé ìîìåíò âðåìåíè. Âìåñòå ñ òåì, ìû óñòàíîâèëè ñâÿçü çàêîíà ñîõðàíåíèÿ è ïðåâðàùåíèÿ ýíåðãèè ñ îäíîðîäíîñòüþ õîäà âðåìåíè. 2. Çàêîí ñîõðàíåíèÿ êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ Ïîêàæåì, ÷òî çàêîí ñîõðàíåíèÿ êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ ñëåäóåò èç îäíîðîäíîñòè ïðîñòðàíñòâà. Ïóñòü ñîñòîÿíèå ÷àñòèöû (ñèñòåìû) çàäàåòñÿ âîëíîâîé ôóíêöèåé Ψ (r ), çà íåêîòîðûé ïðîìåæóòîê âðåìåíè ÷àñòèöà ïå- ðåìåñòèòñÿ íà íåêîòîðîå ðàññòîÿíèå δr è å¸ ñîñòîÿíèå îïðåäåëèòñÿ íî- âîé ôóíêöèåé Ψ (r + δr ) . Ñ÷èòàÿ ïåðåìåùåíèå δr ìàëîé âåëè÷èíîé ïî 46
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- …
- следующая ›
- последняя »