本节讨论体系的势能在无限远处为有限(下面取为零)、波函数在无限远处不为零的情况,此时体系的能量可取任意值,即组成连续谱。这类问题属于散射问题。已知势场和粒子能量,求波函数。一、一维散射现象ax,0x0ax0U)x(U0)0U(0这样的势场称为方形势垒。经典情况:粒子全部被势垒反射粒子全部越过势垒UEUE00量子情况:也可能贯穿势垒粒子可能被反射回来,可能被反射回来粒子可能越过势垒,也UEUE00称0UE时粒子通过势垒的现象为隧道贯穿。二、方程的求解粒子的波函数所满足的定态dingeroSchr方程为:区域I、III:)x(E)x(dxd2222(1)区域II:)x(E)x(U)x(dxd20222(2)1.当0UE时的情况(1)方程的解:令21E2k,202)UE(2k(3)则方程(1)、(2)改写为:区域I、III:0k''21(4)区域II:0k''22(5)其中21k,k均为大于零的实数。(4)、(5)式的解为:xikxikI11e'AAe)0x((6)xikxikII22e'BBe)ax0((7)xikxikIII11e'CCe)ax((8)以上三式都乘以/tiEe,由于粒子是从I区入射,在I区中有入射波和反射波;粒子从I区经过II区穿过势垒到III区,在III区只有透射波,无反射波,所以0'C。分别来看:)t,x(I:)txk(i1Ae右行波(入射波);)txk(i1e'A左行波(反射波);)t,x(II:)txk(i2Be右行波;)txk(i2e'B左行波;)t,x(III:)txk(i1Ce右行波(透射波)。(2)几率流密度和粒子数守恒由几率流密度矢量的定义)(2iJ**可以得到入射波)txk(i1Ae、反射波)txk(i1e'A和透射波)txk(i1Ce的几率流密度矢量的大小分别为:21AkJ;21DCkJ;21R'AkJ(9)由几率分布的连续性方程VSxdSJdtw,得0)JJ(JDR(入=出)即:222C'AA(10)也就是说若有N个粒子在单位时间内通过单位面积流入V,则同时有N个粒子流出V。(3)透射系数和反射系数的定义定义:透射系数22DACJJD,反射系数22RA'AJJR则:1J/)JJ(DRDR(11)(4)透射系数和反射系数的计算根据波函数的标准条件,即波函数的有限性,有:)0()0(III'BB'AA)0(')0('III)'BB(k)'AA(k21)a()a(IIIIIaikaikaik122Cee'BBe)a(')a('IIIIIaik1aikaik2122eCk)e'BBe(k由以上四式可把'A,C表示成A的形式,即:Ae)kk(e)kk(ekk4Caik21aik22...