结构推理
可以证明在一维方势阱中至少有一个束缚态。用这一事实再分变分原理证明任何形状的一维吸引势场中至少有一个束缚态。
【正确答案】解 设任意形状的势为V,一维方势阱的势表示为,则两种势的Hamilton量分别为
和
式中,T为动能算符。
设为的能量为的本征态,则显然有
(1)
这里小于0。
设是势V的基态能量,由变分原理可知,任何波函数的Hamilton期望值大于。所以有
(2)
由式(1)、式(2)可知
(3)
因为无论方势阱多浅总有一个束缚态,且V是负函数,所以我们总可以使对所有值小于0,在这种情况下,是负值,再由式(3)可得
因为是负值,故也是负值,即对于V至少有一个束缚态,它的能量为。
【答案解析】