怎样利用matlab求一维含时薛定谔方程的数值解?

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~ 采用矩阵思维解决一维含时薛定谔方程的数值解问题,首先需将问题从无穷维空间化为有穷维。此过程采用差分法,将无穷维问题转化为有限维问题。

确定问题的维数以及相关参数后,利用量子力学中算符的矩阵表示,构建导数算符和Laplacian算子。具体公式略。

考虑算子的性质和空间约束,构造算子矩阵,以便于后续求解。

以定态薛定谔方程为例,此问题可视为斯图姆刘维尔本征值问题。利用matlab强大的本征系统求解器eig,快速求解矩阵的本征值与本征向量。

对比Narayan的方法,本文采用不同策略。在不含时势的情况下,薛定谔方程的演化由算符控制。利用matlab的expm命令构建矩阵的指数形式,实现波包的传播、散射和反射演示。

代码参考文献(代码全部源自外部资源):arxiv.org/pdf/0704.1622...MATLAB codes for teaching quantum physics。

本文仅提供矩阵方法求解一维含时薛定谔方程的数值解的思路与实现,旨在为读者提供不同的解题视角与技术手段。


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