©2005-2019 Ulm University, Othmar Marti, released under the Creative Commons License cc-by-sa 4.0   Lizenzinformationen
[Vorherige Seite] [vorheriges Seitenende] [Seitenende] [Ebene nach oben] [PDF-Datei][Epub-Datei][Andere Skripte]

L.2  Drehimpulse in Kugelkoordinaten

Hier werden die Drehimpulsoperatoren definiert:

  operLx := - I  hbar (Sin[\[Phi]] D[#1, \[Theta]] + Cot[\[Theta]] Cos[\[Phi]] D[#1, \[Phi]]) &;  
  operLy := - I  hbar (Cos[\[Phi]] D[#1, \[Theta]] - Cot[\[Theta]] Sin[\[Phi]] D[#1, \[Phi]]) &;  
  operLz := - I  hbar D[#1, \[Phi]] &;

ℓ^x2 ist dann

  operLx[operLx[\[Psi][r, \[Theta], \[Phi]]]]  
  Simplify[%]  
    -I hbar (-I hbar Cos[\[Phi]] Cot[\[Theta]] (-Cot[\[Theta]] Sin[\[Phi]]  
    (\[Psi]^(0,0,1))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cos[\[Phi]] Cot[\[Theta]]  
    (\[Psi]^(0,0,2))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cos[\[Phi]]  
    (\[Psi]^(0,1,0))[r,\[Theta],\[Phi]]+Sin[\[Phi]] (\[Psi]^(0,1,1))[r,\[Theta],\[Phi]])-I  
    hbar Sin[\[Phi]] (-Cos[\[Phi]] Csc[\[Theta]]^2  
    (\[Psi]^(0,0,1))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cos[\[Phi]] Cot[\[Theta]]  
    (\[Psi]^(0,1,1))[r,\[Theta],\[Phi]]+Sin[\[Phi]] (\[Psi]^(0,2,0))[r,\[Theta],\[Phi]]))  
 
    hbar^2 (-(1/4) (3+Cos[2 \[Theta]]) Csc[\[Theta]]^2 Sin[2 \[Phi]]  
    (\[Psi]^(0,0,1))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cos[\[Phi]]^2 Cot[\[Theta]]^2  
    (\[Psi]^(0,0,2))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cos[\[Phi]]^2 Cot[\[Theta]]  
    (\[Psi]^(0,1,0))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cot[\[Theta]] Sin[2 \[Phi]]  
    (\[Psi]^(0,1,1))[r,\[Theta],\[Phi]]+Sin[\[Phi]]^2 (\[Psi]^(0,2,0))[r,\[Theta],\[Phi]])

    operLy[operLy[\[Psi][r,\[Theta],\[Phi]]]]  
    Simplify[%]  
 
    -I hbar (I hbar Cot[\[Theta]] Sin[\[Phi]] (-Cos[\[Phi]] Cot[\[Theta]]  
    (\[Psi]^(0,0,1))[r,\[Theta],\[Phi]]-Cot[\[Theta]] Sin[\[Phi]]  
    (\[Psi]^(0,0,2))[r,\[Theta],\[Phi]]-Sin[\[Phi]]  
    (\[Psi]^(0,1,0))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cos[\[Phi]] (\[Psi]^(0,1,1))[r,\[Theta],\[Phi]])-I hbar  
    Cos[\[Phi]] (Csc[\[Theta]]^2 Sin[\[Phi]] (\[Psi]^(0,0,1))[r,\[Theta],\[Phi]]-Cot[\[Theta]]  
    Sin[\[Phi]] (\[Psi]^(0,1,1))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cos[\[Phi]]  
    (\[Psi]^(0,2,0))[r,\[Theta],\[Phi]]))  
 
    -hbar^2 (1/4 (3+Cos[2 \[Theta]]) Csc[\[Theta]]^2 Sin[2 \[Phi]]  
    (\[Psi]^(0,0,1))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cot[\[Theta]]^2 Sin[\[Phi]]^2  
    (\[Psi]^(0,0,2))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cot[\[Theta]] Sin[\[Phi]]^2  
    (\[Psi]^(0,1,0))[r,\[Theta],\[Phi]]-2 Cos[\[Phi]] Cot[\[Theta]] Sin[\[Phi]]  
    (\[Psi]^(0,1,1))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cos[\[Phi]]^2 (\[Psi]^(0,2,0))[r,\[Theta],\[Phi]])  
  

und

    operLz[operLz[\[Psi][r,\[Theta],\[Phi]]]]  
 
    -hbar^2 (\[Psi]^(0,0,2))[r,\[Theta],\[Phi]]  
  

Damit wird ^
ℓ 2

operLx[operLx[\[Psi][r,\[Theta],\[Phi]]]]+operLy[operLy[\[Psi][r,\[Theta],\[Phi]]]]  
      +operLz[operLz[\[Psi][r,\[Theta],\[Phi]]]]  
 
      -hbar^2 (\[Psi]^(0,0,2))[r,\[Theta],\[Phi]]-I hbar (I hbar Cot[\[Theta]] Sin[\[Phi]]  
      (-Cos[\[Phi]] Cot[\[Theta]] (\[Psi]^(0,0,1))[r,\[Theta],\[Phi]]-Cot[\[Theta]] Sin[\[Phi]]  
      (\[Psi]^(0,0,2))[r,\[Theta],\[Phi]]-Sin[\[Phi]]  
      (\[Psi]^(0,1,0))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cos[\[Phi]] (\[Psi]^(0,1,1))[r,\[Theta],\[Phi]])-I  
      hbar Cos[\[Phi]] (Csc[\[Theta]]^2 Sin[\[Phi]]  
      (\[Psi]^(0,0,1))[r,\[Theta],\[Phi]]-Cot[\[Theta]] Sin[\[Phi]]  
      (\[Psi]^(0,1,1))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cos[\[Phi]] (\[Psi]^(0,2,0))[r,\[Theta],\[Phi]]))-I  
      hbar (-I hbar Cos[\[Phi]] Cot[\[Theta]] (-Cot[\[Theta]] Sin[\[Phi]]  
      (\[Psi]^(0,0,1))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cos[\[Phi]] Cot[\[Theta]]  
      (\[Psi]^(0,0,2))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cos[\[Phi]]  
      (\[Psi]^(0,1,0))[r,\[Theta],\[Phi]]+Sin[\[Phi]] (\[Psi]^(0,1,1))[r,\[Theta],\[Phi]])-I  
      hbar Sin[\[Phi]] (-Cos[\[Phi]] Csc[\[Theta]]^2  
      (\[Psi]^(0,0,1))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cos[\[Phi]] Cot[\[Theta]]  
      (\[Psi]^(0,1,1))[r,\[Theta],\[Phi]]+Sin[\[Phi]] (\[Psi]^(0,2,0))[r,\[Theta],\[Phi]]))  
 
Simplify[%]  
 
    -hbar^2 (Csc[\[Theta]]^2 (\[Psi]^(0,0,2))[r,\[Theta],\[Phi]]+Cot[\[Theta]]  
    (\[Psi]^(0,1,0))[r,\[Theta],\[Phi]]+(\[Psi]^(0,2,0))[r,\[Theta],\[Phi]])



[Vorherige Seite] [vorheriges Seitenende] [Seitenanfang] [Ebene nach oben]
©2005-2019 Ulm University, Othmar Marti, released under the Creative Commons License cc-by-sa 4.0   Lizenzinformationen