5.2.6 二维特征值问题
将式(5-51)拓展到二维空间,二维无限深方势阱中的定态薛定谔方程为(采用自然单位):

它的特征值和特征函数的精确解为(n1,n2=1,2,3,…。):

根据边界条件,式(5-53)的矩阵形式可写为:

其中,(N-1)2维向量ũ由式(5-31)定义,矩阵形式的拉普拉斯算符由式(5-34)定义。计算该矩阵的特征值和特征函数,代码如下:(https://www.daowen.com)
程序5-16


前16个计算结果如图5-19所示:每个特征函数下面都有对应于u=0的等高线图,每幅小图的左上角都标有相应的特征值,这些计算结果与精确解一致。

图5-19 二维无限深方势阱中粒子波函数的特征值和特征函数