Лекции по квантовой механике. Розман Г.А. - 78 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

78
Ðàññìîòðèì òåïåðü óðàâíåíèå (19.11). Ñäåëàåì çàìåíó
,
cos
αθ
=
è ïîñ-
ëå ýëåìåíòàðíûõ äåéñòâèé ïðèäàäèì óðàâíåíèþ (19.11) ñëåäóþùèé âèä:
()
.0
1
1
2
2
2
=
+
P
m
d
dP
d
d
α
λ
α
α
α
(19.14)
Ôóíêöèÿ
()
α
P
, íàçûâàåìàÿ ïðèñîåäèíåííûì ïîëèíîìîì Ëåæàíä-
ðà, äîëæíà áûòü íåïðåðûâíîé è êîíå÷íîé ïðè âñåõ çíà÷åíèÿõ óãëà
θ
. Êàê
ïîêàçûâàåòñÿ â òåîðèè äèôôåðåíöèàëüíûõ óðàâíåíèé, ýòî âîçìîæíî ëèøü
ïðè óñëîâèè, ÷òî
()
1
+=
ll
λ
. (19.15)
ãäå
0l
è öåëîå ÷èñëî
Ðåøåíèåì óðàâíåíèÿ (19.14) ÿâëÿåòñÿ ôóíêöèÿ
()
() ()
,11
!2
1
2
2
2
l
ml
ml
m
l
m
l
d
d
l
P
=
+
+
α
α
αα
(19.16)
ïðè ýòîì ïðè çàäàííîì
l
÷èñëî
m
ìîæåò ïðèíèìàòü ëèøü
()
12
+
l
çíà÷åíèÿ:
m = -l, -l +1, ...... 0, 1, 2, ..... l-1, l. (19.17)
Óñëîâèå íîðìèðîâêè èñõîäíîé ôóíêöèè
=Ψ
1
2
τ
d
çàìåíÿåòñÿ äâóìÿ
óñëîâèÿìè íîðìèðîâêè:
∫∫
==
00
2
0
2
1sin1
ππ
ϕθθ
YdYdèdrRrR
. (19.18)
20. Èíòåãðàëû äâèæåíèÿ â ïîëå öåíòðàëüíîé ñèììåòðèè
Êëàññè÷åñêîé âåëè÷èíå-ìîìåíòó êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ, â êâàíòîâîé
ìåõàíèêå ñîïîñòàâëÿåòñÿ îïåðàòîð ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ
ˆ
M
.
Íàéäåì ïðàâèëà êîììóòàöèè äëÿ êîìïîíåíò ýòîãî îïåðàòîðà. Ðàññìîò-
ðèì êîììóòàòîð
:
ˆˆˆˆ
xyyx
MMMM
      Ðàññìîòðèì òåïåðü óðàâíåíèå (19.11). Ñäåëàåì çàìåíó cos θ = α , è ïîñ-
ëå ýëåìåíòàðíûõ äåéñòâèé ïðèäàäèì óðàâíåíèþ (19.11) ñëåäóþùèé âèä:

                              ( 1 − α 2 ) ddPα  + λ − 1 −mα 2  P = 0.
                              
                                                               2
                       d
                                                                                     (19.14)
                      dα                                         
     Ôóíêöèÿ      P (α ) , íàçûâàåìàÿ ïðèñîåäèíåííûì ïîëèíîìîì Ëåæàíä-
ðà, äîëæíà áûòü íåïðåðûâíîé è êîíå÷íîé ïðè âñåõ çíà÷åíèÿõ óãëà θ . Êàê
ïîêàçûâàåòñÿ â òåîðèè äèôôåðåíöèàëüíûõ óðàâíåíèé, ýòî âîçìîæíî ëèøü
ïðè óñëîâèè, ÷òî
                         λ = l (l + 1) .                     (19.15)
ãäå l ≥ 0 è öåëîå ÷èñëî
     Ðåøåíèåì óðàâíåíèÿ (19.14) ÿâëÿåòñÿ ôóíêöèÿ
                                                      l +m
                                          (      )           (
                                                             α 2 − 1) ,
                                                  m
                      Pl (α ) =
                                      1         2 2 d                l
                                            − α
                          m
                                          1                                         (19.16)
                                      l
                                     2 l!           dα  l +m


ïðè ýòîì ïðè çàäàííîì l ÷èñëî m ìîæåò ïðèíèìàòü ëèøü (2l + 1) çíà÷åíèÿ:
             m = -l, -l +1, ...... 0, 1, 2, ..... l-1, l.                           (19.17)

                                                           ∫Ψ        d τ = 1 çàìåíÿåòñÿ äâóìÿ
                                                                 2
Óñëîâèå íîðìèðîâêè èñõîäíîé ôóíêöèè
óñëîâèÿìè íîðìèðîâêè:
             ∞                            π           2π

             ∫ R Rr dr = 1 è              ∫ sin θdθ ∫ Y Ydϕ = 1 .
                •  2                                   •
                                                                                    (19.18)
              0                           0            0




 20. Èíòåãðàëû äâèæåíèÿ â ïîëå öåíòðàëüíîé ñèììåòðèè

     Êëàññè÷åñêîé âåëè÷èíå-ìîìåíòó êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ, â êâàíòîâîé
                                                                                         →
                                                                                         ˆ
ìåõàíèêå ñîïîñòàâëÿåòñÿ îïåðàòîð ìîìåíòà êîëè÷åñòâà äâèæåíèÿ                             M.
Íàéäåì ïðàâèëà êîììóòàöèè äëÿ êîìïîíåíò ýòîãî îïåðàòîðà. Ðàññìîò-
ðèì êîììóòàòîð Mˆ Mˆ − Mˆ Mˆ :
                      x       y       y   x




                                                78