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中心力场量子力学是量子力学的一个分支,它描述粒子在中心力场中运动的量子态。在这种力场中,粒子受到的力可以忽略不计,而它们之间的相互作用可以通过交换量子场来产生。中心力场量子力学在经典力学中对应于角动量守恒和能量守恒,在量子力学中,这些守恒定律依然成立。
哈密顿量:
中心力场中粒子的哈密顿量只与粒子的位置有关,与粒子的动量方向无关。
薛定谔方程:
在中心力场中,薛定谔方程可以简化为只包含径向坐标的方程,这使得求解变得可能。
角动量守恒:
在中心力场中,粒子的角动量是守恒的,这意味着角动量算符与哈密顿量对易。
径向方程:
薛定谔方程的解可以通过分离变量法分解为径向和角向部分的方程,其中径向方程描述了粒子在中心力场中的运动。
能量本征值:
中心力场中粒子的能量本征值与主量子数(n)有关,而与轨道量子数(l)无关,这导致了简并现象。
束缚态:
中心力场中的粒子通常处于束缚态,即它们不能逃逸到无穷远处。
中心力场量子力学在解决一些基本物理问题时非常有用,例如氢原子问题、库仑场中的粒子运动等。这些问题的精确解法对于理解原子和分子的性质至关重要