Теорія збурень: відмінності між версіями

[неперевірена версія][неперевірена версія]
Вилучено вміст Додано вміст
Відміна редагування № 1578479 користувача 217.146.243.254 (обговорення)
Рядок 10:
де <math> H_0 </math>&nbsp;— гамільтоніан із відомим спектром, <math> \lambda </math>&nbsp;— малий параметр, <math> \hat{V} </math>&nbsp;— оператор збурення.
 
Для знаходження розв'язку проводиться розклад коефіціентівхвильової <math> c_{mn} </math>функції в [[ряд Тейлора]] щодо малого параметру
Система волнових функцій незбуреної задачі становить базіс простору функцій.
: <math> c_{mn}\psi = c_{mn}\psi^{(0)} + \lambda c_{mn}\psi^{(1)} + \lambda^2 c_{mn}\psi^{(2)} + \ldots </math>.
Тож будемо шукати волнові функції збуреної задачі у вигляді:
: <math> \psi_{n} =\sum_{m=0..\inf} c_{mn} \psi_{m}^{(0)} </math>.
 
Так як функції <math> \psi_{m}^{(0)} </math> нам відомі, то для визначення хвильових функцій незбуреної задачі достатньо знати коєфіціенти <math> c_{mn} </math>
 
Для знаходження розв'язку проводиться розклад коефіціентів <math> c_{mn} </math> в [[ряд Тейлора]] щодо малого параметру
: <math> c_{mn} = c_{mn}^{(0)} + \lambda c_{mn}^{(1)} + \lambda^2 c_{mn}^{(2)} + \ldots </math>.
 
У нульовому наближені рішення збуреної і незбуреної задачі збігаються, тому можна вважати, що
<math> c_{mn}^{(0)} = \delta_{mn} </math> = { 1, коли m=n; 0, коли m<>n }
Тобто
 
: <math> c_{mn} = \delta_{mn} + \lambda c_{mn}^{(1)} + \lambda^2 c_{mn}^{(2)} + \ldots </math>.
 
Аналогічним чином розкладається в ряд Тейлора енергія власного стану
Рядок 31 ⟶ 19:
 
У '''першому наближенні''' теорії збурень (коли враховуються лише лінійні по <math> \lambda </math> члени) [[енергія]] n-го стану отримує приріст
: <math> E_n = E_{n}^{(0)} + \lambda\int \psi_{n}^{(0)*} \hat{V} \psi_{n}^{(0)} dV </math>.
 
Зміна хвильової фунції визначається формулою
:<math> ( \lambda c_{mn}psi_n^{(1)} ) = \sum_{m \neq n} \frac{V_{nm}}
{E_m^{(0)} - E_n^{(0)}} </math>,
 
де <math> E_{0m} </math> - власні значення незбуреного гамільтоніану <math> \hat{H}_0 </math>, а
 
:<math> V_{nm} = \int \psi_mpsi_n^{(0)*} \hat{V} \psi_n^{(0)} dV </math>
 
Ця зміна ортогональна початковій хвильовій функції <math> \psi_n^{(0)} </math>.
 
 
У '''другому наближенні''' теорії збурень враховуються члени, пропорційні <math> \lambda^2 </math>.
: <math> \psi_E_{n}^{(2)} = \sum_{m=0.. \infneq n} c_\frac{|V_{mnnm}|^2}{E_{n}^{(0)} \psi_- E_{m}^{(0)} } </math>.
:<math> \psi_n^{(2)} = - \frac{1}{2} \sum_{m \neq n}
\frac{V_{nm}V_{mn}}{(E_{n}^{(0)} - E_{m}^{(0)})^2} \psi_n^{(0)}
+ \sum_{m \neq n} \left( \sum_{k \neq m}
\frac{V_{nk} V_{km}}{(E_{n}^{(0)} - E_{m}^{(0)})(E_{n}^{(0)} - E_{k}^{(0)})} -
\frac{V_{nm} V_{mm}}{(E_{n}^{(0)} - E_{m}^{(0)})^2}
\right) \psi_m^{(0)} </math>
 
 
Очевидно, що поправка до енергії залишатиметься малою лише при умові, коли <math> \lambda V_{nm} \ll E_{n}^{(0)} - E_{m}^{(0)} </math>. Тобто, теорія збурень в поданому вигляді справедлива лише для систем і станів, енергії яких не невироджені й не близькі між собою. Для систем із близькими рівнями енергій і вироджених систем формули теорії збурень змінюються.