4.1.4 X a P- reprezentace vlnové funkce

 

Podle principu superpozice je možno libovolnou vlnovou funkci odpovídající fyzikálně realizovatelnému stavu volné částice získat jako lineární kombinaci rovinných monochromatických de Broglieho vln

 

 

kde jsme ve druhém integrálu provedli formální náhradu     Z uvedeného vyjádření je vidět, že vlnová funkce    je Fourierovou transformací funkce 

 

Na souvislost mezi funkcemi   a    můžeme tedy nahlížet jako na vztah čistě matematický a na chvíli odhlédnout od fyzikálního pozadí problému. Platnost výše uvedené formule není proto omezena pouze na vlnové funkce odpovídající volné částici, ale můžeme ji rozšířit i na obecnou (kvadraticky integrovatelnou) vlnovou funkci. Formuli

 

v níž jsme místo vlnového vektoru    užili hybnost    a doplnili formálně výhodný multiplikativní faktor    můžeme tedy použít i pro částici nacházející se v poli vnějších sil. V obecném případě již ale neplatí    časová závislost    je zpravidla komplikovanější.

 

Funkci    je možno určit, známe-li vlnovou funkci   pomocí inverzní Fourierovy transformace

 

Obě funkce,    i    jsou tedy ve vzájemně jednoznačném vztahu a jsou pro popis stavu částice stejně vhodné. Proto budeme o obou hovořit jako o funkcích vlnových. První z nich je závislá na souřadnicích částice, hovoříme proto o vlnové funkci v souřadnicové nebo prostě x-reprezentaci. Druhá vlnová funkce závisí naopak na složkách hybnosti (impulzu) částice. Proto o ní hovoříme jako o vlnové funkci v impulzové nebo stručněji p-reprezentaci.

 

Obě vyjádření vlnové funkce hrají významnou roli při její fyzikální interpretaci. Zatímco vlnová funkce v x-reprezentaci je interpretována prostřednictvím prvního Bornova postulátu, vlnová funkce v p-reprezentaci hraje ústřední roli při formulaci druhého Bornova postulátu.

 

X a P- reprezentace jednorozměrné vlnové funkce

 

Pro jednorozměrné vlnové funkce používáme vztahy

 

 

v nichž změněná mocnina v multiplikativním faktoru   odpovídá redukci prostorových proměnných na jedinou.


Předchozí     Následující