Почему независимое от времени уравнение Шредингера не является уравнением движения?

Я думал, что уравнение движения — это что-то, где вам дается лагранжиан, и, используя уравнение Эйлера-Лагранжа, вы затем находите уравнения движения для этой системы. Та же основная идея для гамильтониана, но с уравнениями Гамильтона.

Но зависящее от времени уравнение Шредингера записывается как

я т ψ "=" ЧАС ^ ψ
и хотя я понимаю, что это уравнение движения, я никогда не видел, чтобы кто-нибудь подключал его к уравнениям Гамильтона, поэтому я предполагаю, что оно должно работать как-то по-другому.

я тоже предположил

ЧАС ^ ψ "=" Е ψ
было уравнением движения, но я так понимаю, что это не так.

Мой вопрос:

  1. Может ли кто-нибудь объяснить, почему независимое от времени уравнение Шрёдингера не является уравнением?
  2. Может ли кто-нибудь объяснить, в каком именно смысле зависящее от времени уравнение Шредингера является уравнением движения?

Ответы (2)

Может ли кто-нибудь объяснить, почему независимое от времени уравнение Шрёдингера не является уравнением?

TISE представляет собой уравнение с собственным значением из-за применения разделения переменных к TDSE; это уравнение только для пространственной функции.

Может ли кто-нибудь объяснить, в каком именно смысле зависящее от времени уравнение Шредингера является уравнением движения?

Лагранжиан (плотность), для которого TDSE (и сопряженное с ним) является EOM, это

л "=" я 2 ( ф * т ф ф т ф * ) 1 2 Икс ф * Икс ф + В ( Икс ) ф * ф

В классической механике существуют правильные конструкции, напоминающие формализм квантовой механики, но он несколько выходит за рамки лагранжевого формализма. В классической механике вы можете представить систему в виде фазового пространства с точками, соответствующими состояниям системы. Теперь функции над этим фазовым пространством образуют симплектическую алгебру Ли вместе со скобкой Пуассона в качестве скобки Ли. Уравнения Гамильтона можно рассматривать как действие гамильтониана, действующего на функцию фазового пространства д я и п я действием скобки Ли. Эти уравнения говорят о том, что это действие гамильтониана связано с производной по параметру (времени) этих функций в фазовом пространстве.

Если вы встанете на гейзенберговскую точку зрения квантовой механики, где зависимость от времени возлагается на операторы, мы увидим прямую связь. Уравнение Гамильтона вместе со скобкой Пуассона можно связать с настоящим случаем, заменив функции над фазовым пространством операторами, действующими в гильбертовом пространстве, и заменив скобку Пуассона коммутатором в качестве скобки Ли. Вы получаете уравнения движения квантовой механики в картине Гейзенберга (если операторы не зависят явно от времени). Довольно интересно, что точно такая же алгебраическая структура движения (алгебра Пуассона) присутствует и в классической механике, и в квантовой механике (и даже в КТП! См. каноническое квантование.), разница заключается в реализации с использованием разных математических объектов.

Теперь мы знаем, что можем переписать эти уравнения зависимости от времени, используя векторы состояния в гильбертовом пространстве вместо самих операторов. Это картина Шрёдингера, и она приводит к уравнению, которое вы дали. Здесь также есть аналогия с классической механикой, если учесть, что гамильтониан можно использовать для определения гамильтониана потока в фазовом пространстве, который по существу является кривым в фазовом пространстве, параметризованном тем, что мы называем временем.

Случай с не зависящим от времени уравнением Шредингера несколько отличается. Когда у вас есть уравнение, зависящее от времени, и вы хотите его решить, вы предполагаете, что решения можно разделить с точки зрения временной зависимости и пространственной зависимости. А из теории УЧП решение уравнения сводится к решению уравнения, не зависящего от времени, путем разделения переменных.