物理芝士数学酱 24-03-18 16:30
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#今天要来点数学吗?##今天要来点物理吗?#氢原子的#量子力学[超话]# 和声音振动的#PDE#

振动,可视化水中的声音

之前我发过一则模拟氢原子波函数的视频(http://t.cn/A6TheQHV),如果您看过之后就会(惊讶?)地发现,氢原子的波函数分布和今天这个声音的可视化图象非常相像。

这是有道理的,毕竟声波也是波(函数)。所以我那贴还引用了一句话:“量子力学就像音乐,但没人能把它弹走调。”

简单介绍一下声波和波函数基本的数学原理

对于声学共振,由于类似琴弦/鼓膜上的边界条件,它是具有实数解和驻波的偏微分方程
y (L)=0

对于氢原子,则是一个具有复数解和 ψ( ∞ )=0 边界条件的偏微分方程

但背后物理原理却截然不同。对于弦/膜来说,边界条件是由它的物理固着方式决定的。

对于波函数,边界条件来自于这样一个要求,即在 "某处 "找到电子的概率必须是 100%,因此
∫|ψ|^2 dx =1

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此外,关于声音和振动产生的几何图案:http://t.cn/A6TheQHI

由振动的容器引起的、出现在液体表面的非线性驻波——法拉第波:http://t.cn/A6TheQHf http://t.cn/A6The8HP

发布于 黑龙江