2-6 一维定态的一般性质 一维定态薛定谔方程为 定理1:设 是一维定态薛定谔方程的解,则它的复共轭 也是该方程的一个解,且与 对应同一能量本征值。 证明: 上式两边取复共轭,且考虑到 ,则 定理得证。 定理2:对于一维定态薛定谔方程,如果 和 是对应于同一个能量本征值的两个独立的解,则有 (与 无关的常数) 证明: 上面两式两边分别乘以 和 ,然后相减,得 定理得证。 定理3:对于一维定态薛定谔方程,能级的简并度最大为2。 证明: 设对于同一能量本征值,存在三个独立的波函数,则 令 ,则 即 与假设矛盾。定理得证。 定理4:对一维束缚定态,所有能级都不简并。 证明: 设对于同一能量本征值,存在两个独立的波函数,则 对束缚态: 所以 两者代表同一个量子态,因此能级不简并。 定理得证。 定理5:一维束缚态的本征函数可以是实数。 证明: 由定理1得, 和 都是薛定谔方程的解。由定理4得,它们最多相差一常数因子,即 取复共轭 所以 取 ,则 即本征函数可以取实数。 定理得证。 定理6:设势能具有空间反演不变性,即 。若 是一维定态薛定谔方程的一个解,则 也一定是对应同一个能量本征值的另一个解