根据知乎: 薛定谔方程诞生的过程

氢原子的电子的能量满足:

\(h\nu=mc^2+\frac{mv^2}{2}+V\), \(V\)是势能

得:

\(mv=\sqrt{2m(h\nu-mc^2-V}\)

相速度u:

\(u=\frac{h\nu}{mv}=\frac{hv}{\sqrt{2m(h\nu-mc^2-V}}\)

\(\omega =2 \pi \nu\), \(u=w/k\)

有:

\( k^2 =(w/u)^2 =\frac{4 \pi^2}{h^2} 2m(h\nu-mc^2-V)=\frac{2m}{\hbar^2}(h\nu-mc^2-V)\)

代入亥姆霍兹方程:

\(\nabla^2 \psi + k^2 \psi = 0\)

得到:

\(\nabla^2 \psi =-\frac{4 \pi^2}{h^2} 2m(h\nu-mc^2-V)\)

即:

\(\nabla^2 \psi =-\frac{2m}{\hbar^2}(h\nu-mc^2-V)\),

令\(E=h\nu-mc^2\)即动能,有:

\(\nabla^2 \psi =-\frac{2m}{\hbar^2}(E-V)\),

在含时情况下:

\(\psi =\psi_0 e^{-iE/\hbar}\)

有 \(\frac{\partial E}{\partial t} =-\frac{E}{\hbar}\psi\)

替换上面不含时的方程,就可以得到含时薛定谔方程。

重点

根据普朗克等式\(E=h\nu\),求得了动能对应的波数\(k\),

将\(k\)代入亥姆霍思方程,得到了势能作用下的波动方程

复数\(i\),单纯的来自时间演化项,时间演化项说明波动的旋度变化,带i说明波动来自两个垂直分量的互相演化,如电磁波里电场和磁场的互相演化。也就是不仅仅有势能引起的梯度变化导致的平移运动,还有自身的能量转化。