解决简并情况下的微扰理论的问题
时间: 2024-04-03 08:32:11 浏览: 275
简并微扰中的表象选择 (1983年)
简并情况下的微扰理论是量子力学中重要的一部分,可以用来描述一个系统在微小扰动下的能量变化。以下是简并情况下二阶微扰能级的计算步骤:
1. 定义简并情况下的哈密顿量 $H_0$,微扰哈密顿量 $H_1$,并将它们表示为矩阵形式。
2. 计算简并态的能量修正,即一阶微扰能级。设简并态为 $|a\rangle$,则能量修正为:
$$E_{a(1)}=\langle a|H_1|a\rangle$$
如果简并态不止一个,则需要对能量修正进行求和。
3. 计算非简并态的能量修正。设非简并态为 $|b\rangle$,则能量修正为:
$$E_{b(1)}=\langle b|H_1|b\rangle$$
4. 计算简并态和非简并态之间的能量修正,即二阶微扰能级。设简并态为 $|a\rangle$,非简并态为 $|b\rangle$,则能量修正为:
$$E_{a,b(2)}=\sum_{n\neq a}\frac{|\langle n|H_1|a\rangle|^2}{E_a-E_n}+\sum_{n\neq b}\frac{|\langle n|H_1|b\rangle|^2}{E_b-E_n}$$
其中 $E_n$ 表示态 $|n\rangle$ 的能量,$n$ 取遍所有态,包括简并态和非简并态。
5. 将一阶微扰能级和二阶微扰能级相加,得到总能量修正:
$$E_{total}=E_{a(1)}+\sum_{b}E_{b(1)}+\sum_{a,b}E_{a,b(2)}$$
6. 将总能量修正加到简并态的能量上,得到简并态的能量。
以上是简并情况下的微扰理论的计算步骤,其中需要注意的是,简并态和非简并态之间的能量修正需要进行求和,这是简并情况下的一个特殊情况。
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