Lösung der freien 1D-Schrödinger-Gleichung 

für negative Energien 

Parameter: 

m = 1, hbar = 1, V[0] = -15, alpha = `+`(`*`(`/`(1, 8), `*`(Pi))) (1)
 

1) Schrödinger-Gleichung mit Kasten-Potential 

Schrödinger-Gleichung 

`*`(I, `*`(hbar, `*`(diff(psi(x, t), t)))) = `+`(`-`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(diff(diff(psi(x, t), x), x))), `*`(m))), `*`(V, `*`(psi(x, t)))) (1.1)
 

Kasten-Potential: 

V = piecewise(`<`(abs(x), 1), V[0], 0) (1.2)
 

Potential-Plot 

 

V = piecewise(`<`(abs(x), 1), -15, 0)
Plot_2d
 

Schrödinger-Gleichung mit Kasten-Potential 

`*`(I, `*`(hbar, `*`(diff(psi(x, t), t)))) = `+`(`-`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(diff(diff(psi(x, t), x), x))), `*`(m))), `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), V[0], 0), `*`(psi(x, t)))) (1.3)
 

2) Zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung (ZSG) 

Ansatz zur Seperation der Variablen: 

psi(x, t) = `*`(u(x), `*`(v(t))) (2.1)
 

Einsetzen und durch psi teilen 

`/`(`*`(I, `*`(hbar, `*`(diff(`*`(u(x), `*`(v(t))), t)))), `*`(u(x), `*`(v(t)))) = `/`(`*`(`+`(`-`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(diff(diff(`*`(u(x), `*`(v(t))), x), x))), `*`(m))), `*`(V, `*`(u(x), `*`(v(t))... (2.2)
 

also 

`/`(`*`(I, `*`(hbar, `*`(diff(v(t), t)))), `*`(v(t))) = `+`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(`+`(`-`(diff(diff(u(x), x), x)), `*`(2, `*`(V, `*`(u(x), `*`(m))))))), `*`(u(x), `*`(m)))) (2.3)
 

die linke Seite hängt nicht vom Ort x ab, die rechte nicht von der Zeit t, also sind beide Seiten Konstant E (später erweist sich E als die Energie) 

`+`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(`+`(`-`(diff(diff(u(x), x), x)), `*`(2, `*`(V, `*`(u(x), `*`(m))))))), `*`(u(x), `*`(m)))) = E (2.4)
 

Zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung: 

`+`(`-`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(diff(diff(u(x), x), x))), `*`(m))), `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), V[0], 0), `*`(u(x)))) = `*`(u(x), `*`(E)) (2.5)
 

3) Symmetrische Quantenfelder 

3.1) Ansatz 

Mit Normierungskonstanten Fs_Nor: 

u[s](x) = `*`(Fs[Nor], `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), cos(`*`(k, `*`(x))), `*`(A[s], `*`(exp(`+`(`-`(`*`(kappa, `*`(abs(x))))))))))) (3.1.1)
 

Einsetzen ind ZSG 

`+`(`-`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(diff(diff(`*`(Fs[Nor], `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), cos(`*`(k, `*`(x))), `*`(A[s], `*`(exp(`+`(`-`(`*`(kappa, `*`(abs(x))))))))))), x), x))), `*`(m))), `*`(piecewise(`<...
`+`(`-`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(diff(diff(`*`(Fs[Nor], `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), cos(`*`(k, `*`(x))), `*`(A[s], `*`(exp(`+`(`-`(`*`(kappa, `*`(abs(x))))))))))), x), x))), `*`(m))), `*`(piecewise(`<...
(3.1.2)
 

für x>1: 

`+`(`-`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(Fs[Nor], `*`(A[s], `*`(`^`(kappa, 2), `*`(exp(`+`(`-`(`*`(kappa, `*`(x)))))))))), `*`(m)))) = `*`(Fs[Nor], `*`(A[s], `*`(exp(`+`(`-`(`*`(kappa, `*`(x))))), `*`(E)))) (3.1.3)
 

also 

kappa = `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2))) (3.1.4)
 

für |x|<1: 

`+`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(Fs[Nor], `*`(cos(`*`(k, `*`(x))), `*`(`^`(k, 2))))), `*`(m)), `*`(V[0], `*`(Fs[Nor], `*`(cos(`*`(k, `*`(x))))))) = `*`(Fs[Nor], `*`(cos(`*`(k, `*`(x))), `*`(E))) (3.1.5)
 

also 

k = `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2))) (3.1.6)
 

insgesammt 

u[s](x) = `*`(Fs[Nor], `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(x))), `*`(A[s], `*`(exp(`+`(`-`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`... (3.1.7)
 

3.2) Stetigkeit bei x=1 

Bedingung: 

limit(u[s](x), x = 1, left) = limit(u[s](x), x = 1, right) (3.2.1)
 

Mit Quantenfeld 

limit(`*`(Fs[Nor], `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(x))), `*`(A[s], `*`(exp(`+`(`-`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, ...
limit(`*`(Fs[Nor], `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(x))), `*`(A[s], `*`(exp(`+`(`-`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, ...
(3.2.2)
 

Limes ausführen: 

`*`(cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)))), `*`(Fs[Nor])) = `/`(`*`(Fs[Nor], `*`(A[s])), `*`(exp(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2)))))) (3.2.3)
 

Auflösen 

A[s] = `*`(cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)))), `*`(exp(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2)))))) (3.2.4)
 

insgesamt 

u[s](x) = `*`(Fs[Nor], `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(x))), `*`(cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), ... (3.2.5)
 

3.3) Differenzierbarkeit bei x=1 

Bedingung 

limit(diff(u[s](x), x), x = 1, left) = limit(diff(u[s](x), x), x = 1, right) (3.3.1)
 

Mit Quantenfeld 

`+`(`-`(`*`(sin(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)))), `*`(Fs[Nor], `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2))))))) = `...
`+`(`-`(`*`(sin(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)))), `*`(Fs[Nor], `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2))))))) = `...
(3.3.2)
 

Gleichung für Differenzierbarkeit 

`+`(`-`(`*`(sin(`*`(`^`(`+`(30, `*`(2, `*`(E))), `/`(1, 2)))), `*`(`^`(`+`(30, `*`(2, `*`(E))), `/`(1, 2))))), `*`(cos(`*`(`^`(`+`(30, `*`(2, `*`(E))), `/`(1, 2)))), `*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`... (3.3.3)
 

linke Seite als Funktion von E, die Nullstellen sind die Lösung letzten Gleichung 

Plot_2d
 

Nullstellen numerisch 

E[s1] = -14.12055674, E[s2] = -7.333026712 (3.3.4)
 

3.4 Normierung 

Normierung 

1 = int(`*`(`^`(u[s](x), 2)), x = `+`(`-`(infinity)) .. infinity) (3.4.1)
 

einsetzen 

1 = int(`*`(`^`(Fs[Nor], 2), `*`(`^`(piecewise(`<`(abs(x), 1), cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(x))), `*`(cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `... (3.4.2)
 

Integrieren und Auflösen 

Fs[Nor] = `/`(`*`(`^`(`*`(`+`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2)), `*`(`^`(exp(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2))))), 2), `*`(cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(...
Fs[Nor] = `/`(`*`(`^`(`*`(`+`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2)), `*`(`^`(exp(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2))))), 2), `*`(cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(...
Fs[Nor] = `/`(`*`(`^`(`*`(`+`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2)), `*`(`^`(exp(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2))))), 2), `*`(cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(...
Fs[Nor] = `/`(`*`(`^`(`*`(`+`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2)), `*`(`^`(exp(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2))))), 2), `*`(cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(...
Fs[Nor] = `/`(`*`(`^`(`*`(`+`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2)), `*`(`^`(exp(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2))))), 2), `*`(cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(...
Fs[Nor] = `/`(`*`(`^`(`*`(`+`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2)), `*`(`^`(exp(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2))))), 2), `*`(cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(...
Fs[Nor] = `/`(`*`(`^`(`*`(`+`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2)), `*`(`^`(exp(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2))))), 2), `*`(cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(...
Fs[Nor] = `/`(`*`(`^`(`*`(`+`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2)), `*`(`^`(exp(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2))))), 2), `*`(cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(...
(3.4.3)
 

Also sind die beiden ersten symmetrischen Lösungen 

u[s1](x) = piecewise(`<=`(x, -1.), `+`(`*`(45.14, `*`(exp(`+`(`*`(5.314, `*`(x))))))), `<`(x, 1.), `+`(`*`(.9174, `*`(cos(`+`(`*`(1.326, `*`(x))))))), `<=`(1., x), `+`(`*`(45.14, `*`(exp(`+`(`-`(`*`(5... (3.4.4)
 

4) Antisymmetrische Quantenfelder 

4.1) Ansatz 

Mit Normierungskonstanten Fa_Nor 

u[a](x) = `*`(Fa[Nor], `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), sin(`*`(k, `*`(x))), `/`(`*`(x, `*`(A[a], `*`(exp(`+`(`-`(`*`(kappa, `*`(abs(x))))))))), `*`(abs(x)))))) (4.1.1)
 

Einsetzen ind ZSG 

`+`(`-`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(diff(diff(`*`(Fa[Nor], `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), sin(`*`(k, `*`(x))), `/`(`*`(x, `*`(A[a], `*`(exp(`+`(`-`(`*`(kappa, `*`(abs(x))))))))), `*`(abs(x)))))), x), x))), ...
`+`(`-`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(diff(diff(`*`(Fa[Nor], `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), sin(`*`(k, `*`(x))), `/`(`*`(x, `*`(A[a], `*`(exp(`+`(`-`(`*`(kappa, `*`(abs(x))))))))), `*`(abs(x)))))), x), x))), ...
(4.1.2)
 

Ansatz soll ZSG lösen! - x>1: 

`+`(`-`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(Fa[Nor], `*`(A[a], `*`(`^`(kappa, 2), `*`(exp(`+`(`-`(`*`(kappa, `*`(x)))))))))), `*`(m)))) = `*`(Fa[Nor], `*`(A[a], `*`(exp(`+`(`-`(`*`(kappa, `*`(x))))), `*`(E)))) (4.1.3)
 

auflösen 

kappa = `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2))) (4.1.4)
 

|x|<1 

`+`(`/`(`*`(`/`(1, 2), `*`(Fa[Nor], `*`(sin(`*`(k, `*`(x))), `*`(`^`(k, 2))))), `*`(m)), `*`(V[0], `*`(Fa[Nor], `*`(sin(`*`(k, `*`(x))))))) = `*`(Fa[Nor], `*`(sin(`*`(k, `*`(x))), `*`(E))) (4.1.5)
 

auflösen 

k = `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2))) (4.1.6)
 

also: 

u[a](x) = `*`(Fa[Nor], `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), sin(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(x))), `/`(`*`(x, `*`(A[a], `*`(exp(`+`(`-`(`*`(`^`(`+`(`-`... (4.1.7)
 

4.2) Stetigkeit bei x=1 

Bedingung. 

limit(u[a](x), x = 1, left) = limit(u[a](x), x = 1, right) (4.2.1)
 

Mit Quantenfeld 

`*`(sin(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)))), `*`(Fa[Nor])) = `/`(`*`(Fa[Nor], `*`(A[a])), `*`(exp(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2)))))) (4.2.2)
 

auflösen 

A[a] = `*`(sin(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)))), `*`(exp(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E, `*`(m))))), `/`(1, 2)))))) (4.2.3)
 

also: 

u[a](x) = `*`(Fa[Nor], `*`(piecewise(`<`(abs(x), 1), sin(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(x))), `/`(`*`(x, `*`(sin(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], ... (4.2.4)
 

4.3) Differenzierbarkeit bei x=1 

Bedingung 

limit(diff(u[a](x), x), x = 1, left) = limit(diff(u[a](x), x), x = 1, right) (4.3.1)
 

Mit Quantenfeld 

`*`(cos(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)))), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)))) = `+`(`-`(`*`(sin(`*`(`^`(`... (4.3.2)
 

Gleichung für Differenzierbarkeit 

`+`(`*`(sin(`*`(`^`(`+`(30, `*`(2, `*`(E))), `/`(1, 2)))), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(E)))), `/`(1, 2)))), `*`(cos(`*`(`^`(`+`(30, `*`(2, `*`(E))), `/`(1, 2)))), `*`(`^`(`+`(30, `*`(2, `*`(E))), `/`(1... (4.3.3)
 

Graphische Darstellung: Nullstellen sind Lösungen 

Plot_2d
 

Nullstellen numerisch 

E[a1] = -11.51812382, E[a2] = -2.043684011 (4.3.4)
 

4.4) Normierung 

Normierung 

1 = int(`*`(`^`(u[a](x), 2)), x = `+`(`-`(infinity)) .. infinity) (4.4.1)
 

einsetzen 

1 = int(`*`(`^`(Fa[Nor], 2), `*`(`^`(piecewise(`<`(abs(x), 1), sin(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, `*`(V[0], `*`(m)))), `*`(2, `*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(x))), `/`(`*`(x, `*`(sin(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(2, ... (4.4.2)
 

integrieren und auflösen 

Fa[Nor] = `/`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(`+`(`*`(2, `*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(cos(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`*`(m, `*`(`+`(`-`(V[0]), E))), `/`(1, 2))))), ...
Fa[Nor] = `/`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(`+`(`*`(2, `*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(cos(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`*`(m, `*`(`+`(`-`(V[0]), E))), `/`(1, 2))))), ...
Fa[Nor] = `/`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(`+`(`*`(2, `*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(cos(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`*`(m, `*`(`+`(`-`(V[0]), E))), `/`(1, 2))))), ...
Fa[Nor] = `/`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(`+`(`*`(2, `*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(cos(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`*`(m, `*`(`+`(`-`(V[0]), E))), `/`(1, 2))))), ...
Fa[Nor] = `/`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(`+`(`*`(2, `*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(cos(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`*`(m, `*`(`+`(`-`(V[0]), E))), `/`(1, 2))))), ...
Fa[Nor] = `/`(`*`(`^`(`+`(`-`(`*`(`+`(`*`(2, `*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`+`(`-`(`*`(E, `*`(m)))), `/`(1, 2)), `*`(cos(`*`(`^`(2, `/`(1, 2)), `*`(`^`(`*`(m, `*`(`+`(`-`(V[0]), E))), `/`(1, 2))))), ...
(4.4.3)
 

Die niedersten zwei Lösungen 

u[a1](x) = piecewise(`<=`(x, -1.), `+`(`*`(53.24, `*`(exp(`+`(`*`(4.800, `*`(x))))))), `<`(x, 1.), `+`(`-`(`*`(.9097, `*`(sin(`+`(`*`(2.639, `*`(x)))))))), `<=`(1., x), `+`(`-`(`*`(53.24, `*`(exp(`+`(... (4.4.4)
 

5) Plot Quantenfelder 

Die niedersten 4 Lösungen
symmetrisch
 

u[s1](x) = piecewise(`<=`(x, -1.), `+`(`*`(45.14, `*`(exp(`+`(`*`(5.314, `*`(x))))))), `<`(x, 1.), `+`(`*`(.9174, `*`(cos(`+`(`*`(1.326, `*`(x))))))), `<=`(1., x), `+`(`*`(45.14, `*`(exp(`+`(`-`(`*`(5... (5.1)
 

antisymmetrisch 

u[a1](x) = piecewise(`<=`(x, -1.), `+`(`*`(53.24, `*`(exp(`+`(`*`(4.800, `*`(x))))))), `<`(x, 1.), `+`(`-`(`*`(.9097, `*`(sin(`+`(`*`(2.639, `*`(x)))))))), `<=`(1., x), `+`(`-`(`*`(53.24, `*`(exp(`+`(... (5.2)
 

Graphische Darstellung der niedersten vier Lösungen 

Plot_2d Plot_2d Plot_2d Plot_2d

 

6) Energiespektrum 

Parameter 

m = 1, hbar = 1, V[0] = -15, alpha = `+`(`*`(`/`(1, 8), `*`(Pi))) (6.1)
 

Energien 

 

E[s1] = -14.12055674, E[s2] = -7.333026712, E[a1] = -11.51812382, E[a2] = -2.043684011
Plot_2d
 

7) Zeitabhängigkeit der Wahrscheinlichkeitsdichte 

Quantenfeld 

 

psi = `+`(`*`(cos(alpha), `*`(u[s1](x), `*`(exp(`+`(`-`(`/`(`*`(`+`(I), `*`(E[s1], `*`(t))), `*`(hbar)))))))), `*`(sin(alpha), `*`(u[a1](x), `*`(exp(`+`(`-`(`/`(`*`(`+`(I), `*`(E[a1], `*`(t))), `*`(hb...
psi = `+`(`*`(cos(`+`(`*`(`/`(1, 8), `*`(Pi)))), `*`(piecewise(`<=`(x, -1.), `+`(`*`(45.14, `*`(exp(`+`(`*`(5.314, `*`(x))))))), `<`(x, 1.), `+`(`*`(.9174, `*`(cos(`+`(`*`(1.326, `*`(x))))))), `<=`(1....
psi = `+`(`*`(cos(`+`(`*`(`/`(1, 8), `*`(Pi)))), `*`(piecewise(`<=`(x, -1.), `+`(`*`(45.14, `*`(exp(`+`(`*`(5.314, `*`(x))))))), `<`(x, 1.), `+`(`*`(.9174, `*`(cos(`+`(`*`(1.326, `*`(x))))))), `<=`(1....
(7.1)
 

Dichte 

rho = `*`(conjugate(psi), `*`(psi)) (7.2)
 

Periode 

 

T_P = `+`(`/`(`*`(2., `*`(Pi)), `*`(`+`(E[a1], `-`(E[s1])))))
2.414350533 (7.3)
 

Dichte zu verschiedenen Zeiten 

Plot_2d
 

8) Animation der Überlagerung aus Abschnitt 7) 

 

Plot_2d