3.シュレディンガー方程式
(1)波動関数
Ψ=A・exp{i(kx−ωt)} …B
x:座標,t:時間,A:振幅
(2)運動量演算子
Bより、∂Ψ/∂xとΨの関係を求め、Aを適用すると、
(h/2πi)∂Ψ/∂x=pΨ …C
→(h/2πi)∂/∂x≡運動量演算子
(3)時間に依存しないシュレディンガー方程式
Cより、さらに∂2Ψ/∂x2とΨの関係を求めると、
-(h/2π)2∂2Ψ/∂x2=p2Ψ …D
また、ニュートン力学より、
運動エネルギーTは運動量pと質量mとで
T=p2/2m と表され、
これとポテンシャルエネルギーVとの和が
全エネルギーEだから、
p2/2m+V=E …E
DEより、
{-(h/2π)2/2m}∂2/∂x2+V≡H(ハミルトニアン) …F とおくと、
HΨ=EΨ …G
時間を含まない波動関数A・exp(-ikx)をΦと表せば、
HΦ=EΦ …G’
Φ:固有関数
E:エネルギー固有値
(4)時間に依存するシュレディンガー方程式
Bより、∂Ψ/∂tとΨの関係を求め、@を適用すると、
i(h/2π)∂Ψ/∂t=EΨ
これとGより、
i(h/2π)∂Ψ/∂t=HΨ …H