ВУЗ:
Составители:
9
Y
S
(r, t + 2p/w) = Sa
SN
Y
N
(r,t). (1.11)
Записав (1.10) для момента времени t + 2p/w, получим:
Y(r, t + 2p/w) = SA
S
Y
S
(r, t + 2p/w). (1.12)
(1.12) представляет собой разложение волновой функции Y(r, t) для
момента t + 2p/w. Подставив (1.11) в (1.12), получим разложение Y по но-
вому базису:
Y(r, t + 2p/w) = SA
S
Sa
SN
Y
N
(r,t). (1.13)
Выберем коэффициенты A
S
в (1.10) так, чтобы выполнялось соот-
ношение:
SA
S
a
SN
= kA
N
. (1.14)
Тогда, подставляя (1.14) в систему уравнений (1.13) и используя
(1.10), получим:
Y(r, t + 2p/w) = kY(r,t). (1.15)
Система однородных линейных уравнений (1.14) обладает решения-
ми ¹ 0 при условии: Det = 0, т. е.
11121h
21222h
...
...
............
...
h1h2hh
akaa
aaka
aaak
-
-
-
= 0, (1.16)
где h – размерность базиса Y
S
. Если взять какой-нибудь корень уравнения
(1.16) – k
a
и построить функцию Y(r, t) = Y
(a)
(r, t), то она будет решением
уравнения Шредингера и будет удовлетворять (1.15). Из требования со-
хранения нормировки волновой функции для любого момента t следует,
что k
a
= exp(–i(2p/w)E
α
), (1.17)
где E
α
– вещественное число. Это следует из эрмитовости матрицы a
SN
.
Функция, удовлетворяющая условию (1.15), имеет вид:
Y
(a)
(r,t) = exp(–iE
α
t) φ
(a)
(r,t), (1.18)
где φ
(a)
(r,t) – периодическая функция времени, т.е.
φ
(a)
(r,t+2p/w) = φ
(a)
(r,t). (1.19)
Соотношения (1.18) и (1.19) составляют содержание теоремы Флоке:
Уравнение Шредингера с периодическим возмущением имеет h ча-
стных решений, удовлетворяющих условиям (1.18) и (1.19), и они взаимно
ортогональны.
Состояние Y
(a)
(r, t) называется квазиэнергетическим состоянием, а
величина E
α
– квазиэнергией этого состояния.
Так как периодическую функцию Y
(a)
(r, t) можно разложить в ряд
Фурье по t, то
Y
(a)
(r, t) = exp(– iE
α
t)ΣC
n
(α)
exp(–inwt). (1.20)
Таким образом, квазиэнергетическое состояние можно представить в
виде суперпозиции стационарных состояний с энергиями E
α
+ nw. Физи-
чески величина E
α
+ nw представляет собой энергию системы атом-поле,
YS(r, t + 2p/w) = SaSNYN(r,t). (1.11) Записав (1.10) для момента времени t + 2p/w, получим: Y(r, t + 2p/w) = SASYS(r, t + 2p/w). (1.12) (1.12) представляет собой разложение волновой функции Y(r, t) для момента t + 2p/w. Подставив (1.11) в (1.12), получим разложение Y по но- вому базису: Y(r, t + 2p/w) = SASSaSNYN(r,t). (1.13) Выберем коэффициенты AS в (1.10) так, чтобы выполнялось соот- ношение: SASaSN = kAN. (1.14) Тогда, подставляя (1.14) в систему уравнений (1.13) и используя (1.10), получим: Y(r, t + 2p/w) = kY(r,t). (1.15) Система однородных линейных уравнений (1.14) обладает решения- ми ¹ 0 при условии: Det = 0, т. е. a11 - k a12 ... a1h a21 a22 - k ... a2h ... ... ... ... = 0, (1.16) ah1 ah2 ... ahh - k где h – размерность базиса YS. Если взять какой-нибудь корень уравнения (1.16) – ka и построить функцию Y(r, t) = Y(a)(r, t), то она будет решением уравнения Шредингера и будет удовлетворять (1.15). Из требования со- хранения нормировки волновой функции для любого момента t следует, что ka = exp(–i(2p/w)Eα), (1.17) где Eα – вещественное число. Это следует из эрмитовости матрицы aSN. Функция, удовлетворяющая условию (1.15), имеет вид: Y(a)(r,t) = exp(–iEαt) φ(a)(r,t), (1.18) (a) где φ (r,t) – периодическая функция времени, т.е. φ(a)(r,t+2p/w) = φ(a)(r,t). (1.19) Соотношения (1.18) и (1.19) составляют содержание теоремы Флоке: Уравнение Шредингера с периодическим возмущением имеет h ча- стных решений, удовлетворяющих условиям (1.18) и (1.19), и они взаимно ортогональны. Состояние Y(a)(r, t) называется квазиэнергетическим состоянием, а величина Eα – квазиэнергией этого состояния. Так как периодическую функцию Y(a)(r, t) можно разложить в ряд Фурье по t, то Y(a)(r, t) = exp(– iEαt)ΣCn(α) exp(–inwt). (1.20) Таким образом, квазиэнергетическое состояние можно представить в виде суперпозиции стационарных состояний с энергиями Eα + nw. Физи- чески величина Eα + nw представляет собой энергию системы атом-поле, 9
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- …
- следующая ›
- последняя »