结构推理
考虑单粒子的薛定谔方程式:
V1,V2为实函数,证明粒子的几率不守恒。求出在空间体积Ω内,粒子几率“丧失”或“增加”的速率。
【正确答案】要证明几率不守恒,可以计算总几率的时间变化率,先考察空间一定体积Ω中粒子出现的总几率,按Born假设,总几率是
求总几率的时间变化率
(1)
再根据薛定谔方程式和其共轭方程式求出和,有
(2)
将(2)代入(1),化简后得
利用高斯定理将右方第一项变形:
(3)
如果粒子的运动范围是无限的,并且符合平方可积条件,则在无限远处,,因而(3)式的面积分等于0。
(4)
这证明总几率不守恒,因为。
如果考察有限体积Ω之内总几率的变化率,令:
(3)式改写为:
(5)
是空间内粒子几率减少或增加的速度,右方是指的包围面S上几率流动的速度(流进或流出),右方指由虚数势能引起的,附加的几率变化速率,题目所指的是这一项。
【答案解析】