ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
138
).2()1()2()1(
2
1
2
1
2
1
2
1
−−
−
SSSS
(44.8)
Ìû óñòàíîâèëè, ÷òî ñèììåòðè÷íîå ñïèíîâîå ñîñòîÿíèå òðèæäû âû-
ðîæäåíî, ãîâîðÿò î òðèïëåòíîì âûðîæäåíèè ïî ñïèíó. Àíòèñèììåòðè÷íîå
ñîñòîÿíèå îäíîêðàòíîå, ñèíãëåòíîå, ñïèíû ÷àñòèö â ýòîì ñîñòîÿíèè íà-
ïðàâëåíû â ïðîòèâîïîëîæíûå ñòîðîíû è ïåðïåíäèêóëÿðíû èçáðàííîìó íà-
ïðàâëåíèþ (â òðèïëåòíîì ñîñòîÿíèè ñïèíû îäíîíàïðàâëåíû è íà èçáðàííîå
íàïðàâëåíèå äàþò öåëî÷èñëåííóþ ïðîåêöèþ â åäèíèöàõ
h
:+1, -1, 0).
Òàê êàê äâà ýëåêòðîíà ðàññìàòðèâàåìîé ñèñòåìû îáðàçóþò àíñàìáëü
ôåðìèîíîâ, òî èõ ïîëíàÿ âîëíîâàÿ ôóíêöèÿ äîëæíà áûòü àíòèñèììåòðè÷-
íîé. Íî äëÿ ïîëó÷åíèÿ àíòèñèììåòðè÷íîñòè ïîëíîé âîëíîâîé ôóíêöèè
ìîæíî ñîñòàâèòü ñëåäóþùèå êîìáèíàöèè êîîðäèíàòíîé è ñïèíîâîé âîë-
íîâûõ ôóíêöèé ýòèõ äâóõ ÷àñòèö (44.2) è (44.3):
)
3
.
44
(
.
)
2
.
44
(
,
saa
asa
S
S
ψ
ψ
=Ψ
=Ψ
Ïîëíîé âîëíîâîé ôóíêöèè (44.2) ñîîòâåòñòâóåò îäíî íåâûðîæäåí-
íîå ñîñòîÿíèå àíñàìáëÿ äâóõ ýëåêòðîíîâ ñèíãëåòíîå ñîñòîÿíèå, à ïîë-
íîé âîëíîâîé ôóíêöèè (44.3) òðèæäû âûðîæäåííîå ýëåêòðîííîå ñîñòîÿ-
íèå ñèñòåìû òðèïëåòíîå.
46. Ýëåìåíòàðíàÿ òåîðèÿ àòîìà ãåëèÿ
Òîëüêî îäíà ðåàëüíàÿ ôèçè÷åñêàÿ çàäà÷à èìååò â êâàíòîâîé ìåõàíè-
êå òî÷íîå ðåøåíèå. Ýòî çàäà÷à î ñîñòîÿíèÿõ àòîìà âîäîðîäà. Íà÷èíàÿ ñ
àòîìà ãåëèÿ íå ñóùåñòâóåò òî÷íûõ ðåøåíèé ñëîæíûõ àòîìíûõ ñèñòåì. Äëÿ
ðåøåíèÿ ïîäîáíûõ çàäà÷ èñïîëüçóþòñÿ ïðèáëèæåííûå ìåòîäû êàê-òî ìå-
òîä òåîðèè âîçìóùåíèé, ñòàòèñòè÷åñêèé ìåòîä, âàðèàöèîííûé ìåòîä è èõ
âàðèàíòû.
Äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷è î ñîñòîÿíèÿõ àòîìà ãåëèÿ ïðèìåíèì ìåòîä òåî-
ðèè âîçìóùåíèé. Ñîñòàâèì óðàâíåíèå Øðåäèíãåðà äëÿ äàííîé çàäà÷è.
Ïðè÷åì, ïîñêîëüêó ñïèíîâàÿ âîëíîâàÿ ôóíêöèÿ íå çàâèñèò îò êîîðäèíàò,
òî óðàâíåíèå Øðåäèíãåðà äëÿ äàííîé çàäà÷è áóäåò ñîñòàâëåíî òîëüêî
äëÿ êîîðäèíàòíîé ôóíêöèè. Â îáùåì âèäå óðàâíåíèå Øðåäèíãåðà èìååò
âèä:
Ψ=Ψ EH
ˆ
(45.1)
Ýòî óðàâíåíèå ÿâëÿåòñÿ ñòàöèîíàðíûì, òàê êàê íàñ èíòåðåñóåò îñ-
íîâíîå ñîñòîÿíèå àòîìà ãåëèÿ. Ñîñòàâèì îïåðàòîð Ãàìèëüòîíà äëÿ äàí-
íîé çàäà÷è:
S 1 (1) S 1 (2) − S 1 (1) S 1 ( 2).
− − (44.8)
2 2 2 2
Ìû óñòàíîâèëè, ÷òî ñèììåòðè÷íîå ñïèíîâîå ñîñòîÿíèå òðèæäû âû-
ðîæäåíî, ãîâîðÿò î òðèïëåòíîì âûðîæäåíèè ïî ñïèíó. Àíòèñèììåòðè÷íîå
ñîñòîÿíèå îäíîêðàòíîå, ñèíãëåòíîå, ñïèíû ÷àñòèö â ýòîì ñîñòîÿíèè íà-
ïðàâëåíû â ïðîòèâîïîëîæíûå ñòîðîíû è ïåðïåíäèêóëÿðíû èçáðàííîìó íà-
ïðàâëåíèþ (â òðèïëåòíîì ñîñòîÿíèè ñïèíû îäíîíàïðàâëåíû è íà èçáðàííîå
íàïðàâëåíèå äàþò öåëî÷èñëåííóþ ïðîåêöèþ â åäèíèöàõ h :+1, -1, 0).
Òàê êàê äâà ýëåêòðîíà ðàññìàòðèâàåìîé ñèñòåìû îáðàçóþò àíñàìáëü
ôåðìèîíîâ, òî èõ ïîëíàÿ âîëíîâàÿ ôóíêöèÿ äîëæíà áûòü àíòèñèììåòðè÷-
íîé. Íî äëÿ ïîëó÷åíèÿ àíòèñèììåòðè÷íîñòè ïîëíîé âîëíîâîé ôóíêöèè
ìîæíî ñîñòàâèòü ñëåäóþùèå êîìáèíàöèè êîîðäèíàòíîé è ñïèíîâîé âîë-
íîâûõ ôóíêöèé ýòèõ äâóõ ÷àñòèö (44.2) è (44.3):
Ψa = ψ s S a , ( 44.2)
Ψa = ψ a S s . (44.3)
Ïîëíîé âîëíîâîé ôóíêöèè (44.2) ñîîòâåòñòâóåò îäíî íåâûðîæäåí-
íîå ñîñòîÿíèå àíñàìáëÿ äâóõ ýëåêòðîíîâ ñèíãëåòíîå ñîñòîÿíèå, à ïîë-
íîé âîëíîâîé ôóíêöèè (44.3) òðèæäû âûðîæäåííîå ýëåêòðîííîå ñîñòîÿ-
íèå ñèñòåìû òðèïëåòíîå.
46. Ýëåìåíòàðíàÿ òåîðèÿ àòîìà ãåëèÿ
Òîëüêî îäíà ðåàëüíàÿ ôèçè÷åñêàÿ çàäà÷à èìååò â êâàíòîâîé ìåõàíè-
êå òî÷íîå ðåøåíèå. Ýòî çàäà÷à î ñîñòîÿíèÿõ àòîìà âîäîðîäà. Íà÷èíàÿ ñ
àòîìà ãåëèÿ íå ñóùåñòâóåò òî÷íûõ ðåøåíèé ñëîæíûõ àòîìíûõ ñèñòåì. Äëÿ
ðåøåíèÿ ïîäîáíûõ çàäà÷ èñïîëüçóþòñÿ ïðèáëèæåííûå ìåòîäû êàê-òî ìå-
òîä òåîðèè âîçìóùåíèé, ñòàòèñòè÷åñêèé ìåòîä, âàðèàöèîííûé ìåòîä è èõ
âàðèàíòû.
Äëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷è î ñîñòîÿíèÿõ àòîìà ãåëèÿ ïðèìåíèì ìåòîä òåî-
ðèè âîçìóùåíèé. Ñîñòàâèì óðàâíåíèå Øðåäèíãåðà äëÿ äàííîé çàäà÷è.
Ïðè÷åì, ïîñêîëüêó ñïèíîâàÿ âîëíîâàÿ ôóíêöèÿ íå çàâèñèò îò êîîðäèíàò,
òî óðàâíåíèå Øðåäèíãåðà äëÿ äàííîé çàäà÷è áóäåò ñîñòàâëåíî òîëüêî
äëÿ êîîðäèíàòíîé ôóíêöèè. Â îáùåì âèäå óðàâíåíèå Øðåäèíãåðà èìååò
âèä:
ĤΨ = EΨ (45.1)
Ýòî óðàâíåíèå ÿâëÿåòñÿ ñòàöèîíàðíûì, òàê êàê íàñ èíòåðåñóåò îñ-
íîâíîå ñîñòîÿíèå àòîìà ãåëèÿ. Ñîñòàâèì îïåðàòîð Ãàìèëüòîíà äëÿ äàí-
íîé çàäà÷è:
138
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 136
- 137
- 138
- 139
- 140
- …
- следующая ›
- последняя »
