シュレーディンガ方程式からエーレンフェストの定理を導く
簡単です。
まず、シュレーディンガ方程式から「期待値の方程式」を導く - 墓所の虫
により、
d/dt <A>= i/h'<[A, H]> が言えます(Aは時間に依存しない演算子)
それで、A=x の場合
d/dt <x>= i/h'<[x, H]>
[x, H]=h'p / i m
∴ <v>=<p>/m
A=p の場合
d/dt <p>= i/h'<[p, H]>
[p, H]= - h'/i dV/dx
<ma >=-dV/dx=-<∇V>
=<F>と置くと
古典力学では F=ma が常に成り立つので
Fの平均値=ma の平均値 も常に成り立つ
系に働く力が、ポテンシャルによるものだけとすると
F=-∇V であり、
Fの平均値=-∇Vの平均値=ma の平均値
が成り立つ
したがって、シュレーディンガ方程式から出てくる
<ma >=-<∇V>は、古典力学の平均値での式に一致する
オイラー・ラグランジュ方程式は常に成り立つので
その平均値での式も常に成り立つ。
つまり、
d/dt <∂L/∂v + ∇L> = 0
である。
ここで、L=1/2 mv^2 + V とすると
d/dt m<v>+<∇V>=0
∴ m<a>=-<∇V>
したがって、シュレーディンガ方程式から出てくる
m<a >や-<∇V>は、オイラー・ラグランジュ方程式に従う
ということは、これらの期待値に対しては「最小作用の原理」が
成り立つと言える
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