Одним из фундаментальных законов природы является закон сохранения энергии. В классической механике применительно к отдельной частице он формулируется так. Если частица находится в стационарном поле консервативных сил, то энергия частицы во время её движения в пространстве не изменяется, она лишь переходит из одной формы (кинетической) в другую (потенциальную) и наоборот. Оказывается, этот закон прекрасно выполняется и в квантовой механике. Правда, есть некоторые особенности. Говоря об энергии частицы, естественно ограничиться такими состояниями частицы, в которых её энергия имеет определённые значения, то есть собственными состояниями энергии. Тогда естественно возникает такой вопрос. При изменении состояния частицы изменяется и её пси-функция. Поэтому, если в начальный момент времени пси-функция частицы является собственной функцией оператора энергии (гамильтониана), а состояние частицы – одним из собственных состояний энергии, то будет ли это свойство пси пси-функции и квантового состояния сохраняться с течением времени? – В общем случае – нет, но если частица находится в стационарном поле консервативных сил, то – да. Пси-функция, изменяясь, остаётся всё время собственной функцией энергии, соответствующей одному и тому же значению энергии. Это значит, что для любого момента времени выполняется равенство . (5.1) В этом и состоит главная суть закона сохранения энергии в квантовой механике. Уравнение (5.1), кроме того, определяет одно очень важное понятие в квантовой механике. Функция (E(x, t), удовлетворяющая этому уравнению, описывает некоторый процесс во времени, в котором частица вполне определённым образом переходит из одного состояния в другое. Как отмечалось выше, вся эта цепочка состояний, через которые проходит частица, обладает тем свойством, что в каждом из состояний цепочки энергия частицы имеет определённое, причём одно и то же значение. И эту всю цепочку назвали одним термином – стационарное состояние.
Стационарным состоянием частицы называется такой процесс, происходящий с частицей, при котором её энергия в любой момент времени имеет определённое, не изменяющееся значение, а пси-функция (E(x, t) в любой момент времени является собственной функцией энергии и удовлетворяет уравнению (5.1). Естественным следующим шагом является выяснение того, как зависит от времени пси-функция стационарного состояния. Об этом и пойдёт речь в следующем параграфе.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Понятие стационарного состояния» з дисципліни «Квантова фізика»
