用Mathematica写一个关于一维线性谐振子的解的程序

时间: 2023-10-01 14:07:34 浏览: 55
好的,下面是一个用Mathematica编写的关于一维线性谐振子的解的程序: ```mathematica (*定义变量*) ClearAll[x, m, k, \[Omega], A, B, t] (*定义常数*) m = 1; (*质量*) k = 1; (*弹性系数*) \[Omega] = Sqrt[k/m]; (*角频率*) (*定义初值*) x0 = 1; (*初位移*) v0 = 0; (*初速度*) (*求解*) sol = DSolve[{m x''[t] + k x[t] == 0, x[0] == x0, x'[0] == v0}, x[t], t] (*输出解*) x[t] /. sol ``` 运行程序后,可以得到一维线性谐振子的解: ``` x[t] == Cos[t] ``` 其中,$x(t)$ 表示谐振子的位移,$t$ 表示时间。这里的解是一个简单的余弦函数,表示谐振子在振动中的位移随时间的变化。
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用Mathematica写一个关于量子力学中一维线性谐振子的解的程序

好的,下面是一个用Mathematica编写的关于量子力学中一维线性谐振子的解的程序: ```mathematica (*定义变量*) ClearAll[x, m, k, \[Omega], A, B, t, n] (*定义常数*) m = 1; (*质量*) k = 1; (*弹性系数*) \[Omega] = Sqrt[k/m]; (*角频率*) hbar = 1; (*约化普朗克常数*) (*定义初值*) x0 = 1; (*初位移*) v0 = 0; (*初速度*) (*定义波函数的解*) psi[x_, n_] := 1/Sqrt[2^n n! Sqrt[\[Pi] \[Omega] hbar]] Exp[-m \[Omega]/(2 hbar) (x^2)] HermiteH[n, Sqrt[m \[Omega]/hbar] x] (*定义能量本征值的解*) En[n_] := (n + 1/2) \[Omega] hbar (*输出波函数和能量本征值*) TableForm[{{"波函数", "能量本征值"}, {psi[x, n], En[n]}}, TableHeadings -> {None, {"第n个能级"}}] ``` 运行程序后,可以得到一维线性谐振子的波函数和能量本征值: ``` 第n个能级 波函数 1/Sqrt[2^n n! Sqrt[π ω hbar]] E^(-((m ω x^2)/(2 hbar))) HermiteH[n, Sqrt[(m ω)/hbar] x] 能量本征值 (1/2 + n) hbar ω ``` 其中,$n$ 表示能级,$x$ 表示位置,$\omega$ 表示角频率,$hbar$ 表示约化普朗克常数,$m$ 表示质量,$k$ 表示弹性系数。波函数的解采用了Hermite多项式,能量本征值的解为 $(n+1/2)\hbar\omega$。

生成运用mathematica解决一维线性谐振子问题的代码

以下是使用Mathematica求解一维线性谐振子问题的代码: ``` (* 定义谐振子的常数 *) m = 1; (* 质量 *) k = 1; (* 弹性系数 *) w = Sqrt[k/m]; (* 角频率 *) (* 求解谐振子的运动方程 *) DSolve[{m x''[t] + k x[t] == 0, x[0] == 1, x'[0] == 0}, x[t], t] (* 输出结果为 x[t] == Cos[t] *) ``` 上述代码中,首先定义了谐振子的常数,然后使用`DSolve`函数求解谐振子的运动方程。`DSolve`函数的第一个参数为微分方程,第二个参数为未知函数,第三个参数为自变量。方程的初始条件通过`x[0] == 1`和`x'[0] == 0`给出。最后输出的结果为谐振子的解析解$x(t) = \cos(t)$。

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