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基于分析转移矩阵(ATM)法,本文讨论了量子化条件和变质量对透射率的影响,并处理了零势场中变质量粒子的束缚能谱问题。
自薛定谔方程问世以来,人们提出并发展了多种求解薛定谔方程的方法。但只有如Coulomb势,Morse势等几种势函数是精确可解的。且对于其它势函数,上述方法不能给出精确的本征能量和本征波函数。而在ATM法中,将所考虑的一维任意势函数划分成一系列薄层,当薄层宽度趋于O时,每一薄层内的势函数可用常数势替代,且这一系列阶跃势趋于所考虑的势函数。在每一薄层内,波函数表示成指数形式的叠加,借助薄层边界上波函数及其导数的连续条件,则可得到波函数的转移矩阵。此方法由于考虑了散射子波位相贡献,得到了对任意势阱均有效的量子化条件。并指出了转折点处的相移是常数π,而不是WKB法认为的x/2。
在量子力学中,由于粒子的波动性,粒子具有一定的概率穿透比其能量高的势垒。了解电子穿过势垒的隧穿系数非常重要,它可以用来决定电子高速装置的电流电压特性。本文采用ATM法,得到粒子穿透一维任意势函数的透射率公式。公式中包含了散射子波的位相贡献,且适用于变质量情形。并讨论了变质量对透射率的影响。
由于在常数为零的势函数中没有转折点,所以ATM法不能直接运用。本文结合点正则变换(PCT),将变质量分布变换成其等效势,得到了束缚态能谱。发现并解释了透射率为1处能量与束缚能级一一对应的现象。