【量子力学】物理量の期待値と演算子(位置 運動量 期待値 エネルギー)
✳︎位置の期待値
✳︎位置xを変数に取る関数の期待値
✳︎運動量の期待値
古典論(p=mv)との類推により定義する
とすると、位置の期待値の式から
シュレーディンガー方程式の一部を代入し、
と書ける。中の式を展開して
となる。ここで、全微分の項は打ち消されるので、
の項だけ残る。従って、
と、xの期待値と古典力学からの類推に基づいて変形できた。
これを運動量の定義とする。
ここで、波動関数に作用する演算子
を運動量の演算子
とおく。
三次元の場合には
とおける。
✳︎エネルギーの期待値
観測事実から導かれたハミルトン演算子を用いて
と定義する。
✳︎ 演算子に関する注意
演算子の順序は入れ替えられない。
例
✳︎演算子の交換子
と定義。
特に交換子=0のとき、可換になる。
可換な演算子の例として、
があげられる。
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