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L.1  Kommutator von Ort und Impuls

Wir betrachten zuerst den Orts- ind den Impulsoperator in der Ortsdarstellung:

pict

Die äquivalenten Definitionen in Mathematica sind

  operx := x #1 &;  
  operpx := - I hbar D[#1,x] &

#1 ist ein Platzhalter, & schliesst die Definition ab. Die beiden Operationen ^x^pxψ(x,t) und ^px^xψ(x,t) werden so berechnet:

  operx[operpx[\[Psi][x]]]  
     -I hbar x (\[Psi]^\[Prime])[x]  
  operpx[operx[\[Psi][x]]  
     -I hbar (\[Psi][x]+x (\[Psi]^\[Prime])[x])

Der Kommutator ist dann

  operx[operpx[\[Psi][x]]] - operpx[operx[\[Psi][x]]]  
  Simplify[%]  
      -I hbar x (\[Psi]^\[Prime])[x]+I hbar (\[Psi][x]+x (\[Psi]^\[Prime])[x])  
      I hbar \[Psi][x]

Das ist auch das von Hand ausgerechnete Resultat.

Der Kommutator kann auch als

  kommutator := (#1[#2[#3]] - #2[#1[#3]]) &;

definiert werden. Das Resultat ist dann

  kommutator[operx, operpx, \[Psi][x]]  
  Simplify[%]  
    -I hbar x (\[Psi]^\[Prime])[x]+I hbar (\[Psi][x]+x (\[Psi]^\[Prime])[x])  
   I hbar \[Psi][x]



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