4.5.2 Poloha a hybnost
Na základě úvah souvisejících s výpočty středních hodnot (viz zde) se přiřazují souřadnicím polohy a hybnosti bodové částice samosdružené operátory
kde j je vlnová funkce, jejíž nyní nepodstatnou časovou závislost zanedbáváme. Na levých stranách definičních rovností tuto vlnovou funkci zapisujeme pomocí bra-ketové symboliky.
Ukažme si, že takto definované operátory splňují Dirakovy kvantovací podmínky.
Pro Poissonovy závorky můžeme podle definice psát
kde je Kroneckerovo delta. Podle Dirakových kvantovacích podmínek musí být tedy nulový i komutátor Přesněji, pro libovolnou vlnovou funkci j z definičního oboru součinu obou operátorů musí platit
kde označuje vlnovou funkci nulovou na celém prostoru. Je tomu skutečně tak?
Na základě definic operátorů přiřazených jednotlivým souřadnicím polohy snadno ověříme, že platí
neboť násobení reálnými čísly je komutativní. Odpovídající komutátor je proto nulový a definice operátorů přiřazených jednotlivým souřadnicím polohy částice je kompatibilní s Dirakovými kvantovacími podmínkami.
Hybnost
I pro složky hybnosti jsou Poissonovy závorky nulové, a tedy takovými musí být i odpovídající komutátory. Pro libovolnou vlnovou funkci j z definičního oboru součinu operátorů a musí proto platit
kde symbol označuje, stejně jako výše, nulovou vlnovou funkci. Ověřme platnost této rovnosti.
Na základě definice operátorů složek hybnosti můžeme psát
Poslední uvedený výraz je však, vzhledem k záměnnosti pořadí parciálních derivací pro dostatečně derivovatelné funkce, nutně nulový. Nulovost komutátoru je tedy ověřena i pro operátory složek hybnosti.
Poloha a hybnost
Abychom dokončili ověření Dirakových kvantovacích podmínek pro operátory složek polohy a hybnosti bodové částice, musíme se ještě věnovat jejich vzájemným komutacím. Pro odpovídající Poissonovy závorky snadno získáme
kde opět označuje Kroneckerovo delta. Komutátor musí tedy podle Dirakových podmínek splňovat
Pro libovolnou vlnovou funkci z definičního oboru součinu operátorů a musí tedy platit
Na základě definic uvedených operátorů však můžeme psát
a tedy též
Dirakovy kvantovací podmínky jsou proto ověřeny i pro vzájemné komutace operátorů souřadnic polohy a složek hybnosti.