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一般的量子力学教材求解谐振子和氢原子时,最终要处理一个二阶的微分方程。用级数求解这个微分方程似乎是个挺麻烦的过程。但其实这个微分方程有个非常好的性质,就是其作用在x^n上时,不会产生次数更高的项,也就是其对应的矩阵是个上三角矩阵,而上三角矩阵的本征值就是其对角元。所以,谐振子和氢原子的能级的计算,在做到这一步的时候,剩下的是小学三年级的算术。
我们把这个小技巧写了个note投到了美国物理杂志(american journal of physics)。这个教学杂志非常难中,鄙人之前的若干次投稿都被拒了。好在欧洲物理杂志(european journal of physics)标准似乎低一些,最终都能在欧洲物理杂志上发。
这次倒是很顺利,三个审稿人都同意。
教本科量子力学的老师也许可以参考一下。
A shortcut to the eigenvalues of the harmonic oscillator and the hydrogen atom.pdf
这个伎俩其实对其他可解模型都适用,比如morse振子,三维谐振子等。
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GMT+8, 2026-6-24 14:11
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