Главная > СООТНОШЕНИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ ГЕЙЗЕНБЕРГА И ВЕРОЯТНОСТНАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ВОЛНОВОЙ МЕХАНИКИ. (А. ДЕ БРОЙЛЬ)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

Чтобы уточнить формулировку принципа интерференции, заметим, что волна \( \psi \), которая является решением уравнения в частных производных и которая не является измеримой физической величиной, определяется лишь с точностью до- постоянного множителя, который может быть комплексным. Этот постоянный множитель мы можем выбрать таким образом, чтобы выполнялось равенство
\( \iiint \psi \psi^{*} d \tau=1 \),
где интеграл берется по всему пространству. Выбирая произвольный множитель в соответствии с равенством (2), мы «нормируем» функцию в данный момент \( t_{0} \), и, как мы сейчас покажем, тогда функция \( \psi \) будет оставаться нормированной в любой момент \( t \). Принцип интерференции получает следующую уточненную формулировку: вероятность обнаружить частицу с нормированной волновой функцией \( \psi(x, y, z, t) \) в элементе объема \( d \tau \) в момент \( t \) равна
\( \psi(x, y, z, t) \psi^{*}(x, y, z, t) d \tau=|\psi(x, y, z, t)|^{2} d \tau \).
\( { }^{1)} \) См. \( [11-14] .-J \). .
2) С. [15]. – Л. Б.

Чтобы наглядно представить себе, как изменяется с течением времени плотность вероятности \( |\psi|^{2} \), мы введем воображаемую жидкость \( { }^{1)} \), плотность которой в любой точке и в любой момент времени дается формулой
\[
\rho(x, y, z, t)=\psi(x, y, z, t) \psi^{*}(x, y, z, t) .
\]

Движение этой жидкости зададим, приняв для скорости \( \mathrm{v} \) в точке \( x, y, z \) в момент \( t \) выражение
\( \mathbf{v}=\frac{1}{\psi \psi^{*}} \frac{h}{4 \pi i m}\left(\psi \operatorname{grad} \psi^{*}-\psi^{*} \operatorname{grad} \psi\right)=-\frac{h}{2 \pi m} \operatorname{grad} \varphi \).
Функции \( \psi \) и \( \psi^{*} \) удовлетворяют комплексно сопряженным уравнениям
\( \Delta \psi-\frac{8 \pi^{2} m}{h^{2}} V(x, y, z, t) \psi=\frac{4 \pi i m}{h} \frac{\partial \psi}{\partial t} \),
\( \Delta \psi^{*}-\frac{8 \pi^{2} m}{h^{2}} V(x, y, z, t) \psi^{*}=-\frac{4 \pi i m}{h} \frac{\partial \psi}{\partial t} \).
Отсюда легко получим
\( \psi^{*} \Delta \psi-\psi \Delta \psi^{*}=\frac{4 \pi i m}{h} \frac{\partial}{\partial t}\left(\psi \psi^{*}\right)=\frac{4 \pi i m}{h} \frac{\partial \rho}{\partial t} \),

что можно записать в виде
\[
\begin{array}{c}
\frac{\partial \rho}{\partial t}=\frac{h}{4 \pi i m}\left(\psi^{*} \Delta \psi-\psi \Delta \psi^{*}\right)=-\frac{h}{4 \pi i m} \times \\
\times \sum_{x, y, z} \frac{\partial}{\partial x}\left(\psi \frac{\partial \psi^{*}}{\partial x}-\psi^{*} \frac{\partial \psi}{\partial x}\right)
\end{array}
\]

или
\[
\frac{\partial \rho}{\partial t}+\operatorname{div}(\rho \mathbf{v})=0 .
\]

В этом уравнении, хорошо известном в гидродинамике под названием уравнения непрерывности, выражается то обстоятельство, что для фиктивной жидкости с плотностью \( \rho \) выполняется закон сохранения, т. е. что интеграл
\[
\iiint|\psi|^{2} d \tau
\]
1) Эта жидкость называется жидкостью Маделунг. В дальнейшем она будет играть важную роль в причинной интерпретации волновой механики. – Ж. Л.

постоянен. Поэтому нормировка функции \( \psi \) не меняется во все моменты времени.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru