结构推理
质量为的粒子在中心势场中运动,只讨论能够出现束缚态的情形,即的情形。(1)找出特征长度的量纲构造式,将径向方程无量纲化;(2)视为参量,确定能级构造和它们的关系;(3)分别就三种特例作具体讨论。
【正确答案】束缚态波函数(的共同本征态)可以表示为
径向方程为
(1)
方程中各项量纲相同,故特征长度的量纲构造式为
特征能量的量纲构造式
(2)
据此,引入无量纲的径向距离及能量,定义为
(3)
并令
则径向方程(1)变为
(4)
现在径向方程已经和的数值无关,作为式(4)的特征值,当然与的值无关,由式(3)易知,任何两个能级之差必然和式(2)具有相同的量纲构造,即
由此可见:
①不论取什么值(),如作用强度增大,亦随之增大。
②粒子质量和能级差的依赖关系为
具体来说,三种特例的规律如下:
甲:Coulomb势()
事实上,能级公式为
乙:谐振子势()
事实上,能级公式为
丙:线性中心势
能级公式没有简单表达式,S态()能级的W.K.B近似为
【答案解析】