高等量子力学课件.ppt

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1、第五章近似方法大部分量子力学问题需用近似方法及数值解法.数值解常比解析近似精确,但解析性更有助于理解基本物理.§5.1不含时微扰理论:非简并情况已知:求的近似解V为微扰势。非简并定态微扰理论的起点通常是:或简单写成:λ~[0,1].λ=1是真正要求的微扰问题。引入λ可了解微扰作用的特点,且使我们能通过比较λ不同幂次的系数而方便地求得微扰展开序列。当然,这意味着本征态与本征值在λ的复平面上,对应于λ=0附近是解析连续的。此外,如果微扰法在实用上可行,则要求取少数几项展开便应是较好的近似。一、两能态问题先讨论两能态严格解的的级数展开特点若(微扰小于能级差的一半),则有注:1)在

2、时级数才能快速收敛2)能级不因微扰而交叉3)并非微扰足够小便能级数展开,还需满足收敛条件二、微扰理论记,有可见定义有和可解得:因取有相应解利用得:本征矢方程为:比较解得:归纳得解:这里微扰使不同未微扰态有所混合,但混入部分不含

3、n0>三、微扰态矢的归一化记由于

4、n>=1,≤1四、应用举例例1:谐振子该问题也可解析求解:解析解基态能量:波函数:无微扰有微扰时:与二阶微扰结果完全相同!例2:电场中的类氢原子忽略自旋自由度,并设体系不简并(V不改变态的自旋),则据微扰理论,能量变化为无微扰态是宇称本征态,zkk=0,无线性Stark效应(体系无电偶极矩)。故微扰产生的

5、是2阶Stark效应。由于,求和局限于相关态原子极化率α定义:类氢原子的基态的α:对氢,该求和可严格求解为,与实验吻合估算:(考虑低激发态波函数,可提高估算精度)§5.2简并态的定态微扰理论

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