We nemen aan dat een vrij deeltje zich beweegt in de richting van
een constante potentiaal,
voor
.
De energie van het deeltje is kleiner dan de potentiële energie
. De situatie is geschetst in Fig. 12.
We schrijven de potentiële energie als
![]() |
(128) |
![]() |
(129) |
![]() |
(130) |
![]() |
(132) |
We kunnen een en ander weer controleren door afgeleiden te nemen en die
vervolgens in de eigenwaardenvergelijking in te vullen. We vinden
![]() |
(133) |
![]() |
(134) |
We dienen nu na te gaan of de meest algemene oplossingen wel voldoen
aan de specifieke randvoorwaarden van dit probleem. We merken op dat
in de limiet
de functie
naar
oneindig gaat, hetgeen in strijd is met een van de eisen aan een
golffunctie. Teneinde dit te verhinderen maken we de keuze
.
Als tweede randvoorwaarde onderzoeken we de continuiteit van de
functies in het punt
. Voor de golffunctie geldt dan
![]() |
(135) |
Verder dient ook de eerste-orde afgeleide van de golffunctie
continu te zijn in het punt . Er geldt dus
![]() |
(136) |
Als we bovenstaande uitdrukking combineren met de relatie vinden we
![]() |
(137) |
![]() |
(139) |
We kunnen in de golffunctie voor de twee lopende golven
en
onderscheiden.
Met deze schrijfwijze
kunnen we de reflectie coëfficient
berekenen.
![]() |
(140) |
![]() |
(141) |
Fig. 13 toont de reflectie van een golfpakket aan
een stap-potentiaal. Het golfpakket dient een deeltje voor te stellen.
De energie van het deeltje is kleiner dan de hoogte van de stap.
De complicaties die optreden in de wiskundige beschrijving van een
golfpakket kunnen worden afgeleid uit de gecompliceerde structuur van
het golfpakket tijdens de reflectie.