0 Daumen
180 Aufrufe

Aufgabe: Untersuche, ob der Impulsoperator \( \hat{p}_{k} \) quadratintegrable Eigenfunktionen hat \( (k=1,2,3) \), d.h. ob die Gleichung
\( \hat{p}_{k} \phi=p_{k} \phi, \quad p_{k} \in \mathbb{R} \)
Lösungen \( \phi \in L^{2}\left(\mathbb{R}^{3}, \mathbb{C}\right) \) mit \( \phi \neq 0 \) besitzt.

Meine Idee wäre das Lösen der Eigenwertgleichung mit einem geeigneten Verfahren zur Lösung von Differentialgleichungen; und dann wäre zu untersuchen, ob die gefundene Lösung quadratintegrabel ist.

Mein Lösungsweg:

Das ist die Lösung der DGL:
\( \psi_{p_{x}}(x)=C \cdot e^{\frac{i}{\hbar} p_{k} \cdot x} \)

Wie komme ich davon jetzt zur Entscheidung, ob die Funktion quadratintegrabel ist bzw. ob die Gleichung oben Teil des L2 Raumes ist?

Avatar von

1 Antwort

0 Daumen

Hallo,

wenn \(p_k\) reell ist, dann ist \(|\psi|=1\), also ist \(\psi\) nicht quadratintegrabel.

Gruß Mathhilf

Avatar von 13 k

Vielen Dank! Und wie kommt man darauf? Hast du die Stammfunktion gebildet und dann den Grenzwert bestimmt oder wie kommst du darauf?

Hallo,

zunächst: Ich habe das C übersehen: Es ist \(|\psi(x)|\)=|C|. Dies ist einfach eine Standard-Eigenschaft der exp-Funktion. Wenn Dir das nicht bekannt ist, benutze die Eulerformel um Real- und Imaginärteil zu bestimmen und berechne daraus den Betrag.

Dass eine konstante Funktion (außer der Null-funktion) nicht über den ganze Raum integrierbar ist, ist doch selbstverständlich.

Gruß Mathhilf

Okay, ich verstehe, vielen Dank!

Ein anderes Problem?

Stell deine Frage

Willkommen bei der Mathelounge! Stell deine Frage einfach und kostenlos

x
Made by a lovely community