动量算符是厄米算符的证明可以通过以下方式进行:
1. 首先,我们知道动量算符的定义为P = -iħ(d/dx),其中ħ是约化普朗克常数。
2. 我们可以证明P的厄米性质,即P† = P。
3. 首先,我们考虑P†作用在任意波函数ψ上,即(P†ψ)。
4. 根据厄米算符的定义,我们需要证明(P†ψ, φ) = (ψ, Pφ),其中( , )表示内积。
5. 我们有(P†ψ, φ) = (∫(P†ψ)†φ dx) = (∫ψ†(-iħ)(d/dx)φ dx)。
6. 利用分部积分法,我们可以将上式变为∫(-iħ)(dψ†/dx)φ dx。
7. 再次应用分部积分法,我们得到(-iħ)(ψ†φ)| - ∫ψ†(-iħ)(dφ/dx) dx。
8. 注意到(-iħ)(ψ†φ)|是边界项,可以忽略。
9. 因此,我们得到(P†ψ, φ) = (∫ψ†(-iħ)(dφ/dx) dx) = (ψ, Pφ)。
10. 由于对于任意的ψ和φ都成立,我们可以得出结论P† = P,即动量算符是厄米算符。
动量算符:mv,物体质量与速度乘积为物体动量