简并微扰论中能量二级修正的计算

在量子力学中,由于体系的哈密顿算符经常比较复杂,薛定谔方程能够严格求解的情况寥寥无几。因此引入各种近似的方法求解薛定谔方程的问题就十分重要。最常用近似方法就是微扰论,但是定态微扰论在简并情况下,只限于计算能量的一级修正,而能量的二级修正却在研究中经常出现,本文就是针对利用无简并时能量的二级修正推导思路计算简并微扰论中能量的二级修正。     

简并微扰论中能量和波函数的二级修正

根据非简并微扰论中能量和波函数的二级修正推导思路,对简并微扰论中能量和波函数的二级修正进行推导,得出了二级修正的表达式。     

简并与无简并微扰的统一处理

从表象变换的角度出发,分析了用定态微扰论计算体系能量本征值和对应本征矢量的过程.并利用算符方法统一处理了零级近似的能量本征值为无简并和有简并这二种不同情况,给出了在一级近似时简并未完全消除的情况下,能量的二级修正公式     

简并和非简并定态微扰统一理论与能量二级修正公式

建立了简并态与非简并态微扰的统一理论,并推导出一般情况下(简并态)能量的二级修正及波函数的一级修正公式。     

基于谐振子体系的量子相空间微扰理论研究

在Torres—Vega和Frederick（T-F）量子相空间表象中研究了非简并态的微扰论,在一级修正的基础上,得到了能量本征值和本征波函数的二级、三级近似解。利用谐振子体系在相空间表象下的几率分布图与坐标和动量表象中的几率分布图的对比,显示在量子相空间中研究体系的微扰时,可以得到比坐标或动量表象中更多的信息。     

基于谐振子体系的量子相空间微扰理论研究

在Torres-Vega和Frederick(T-F)量子相空问表象中研究了非简并态的微扰论,在一级修正的基础上,得到了能量本征值和本征波函数的二级、三级近似解.利用谐振子体系在相空间表象下的几率分布图与坐标和动量表象中的几率分布图的对比,显示在量子相空间中研究体系的微扰时,可以得到比坐标或动量表象中更多的信息.     

解除氢原子一级斯塔克效应中的简并

本文讨论在两个正交的线性非均匀电场中的斯塔克效应,利用简并微扰论,经过计算,结果表明:氢原子能级(n=2)的一级修正是非简并的.     

氢原子低能级的Stark效应

用微扰法计算了氩原子低能级的Stark效应．基态精确到二级修正,能级产生移动;第一激发态、第二激发态精确到一级修正．能级产生分裂．简并部分解除．     

均匀弱电磁场中荷电空间转子的能级与波函数

利用微扰理论，计算了弱均匀电磁场中荷电空间转子系统处于基态时（非简并情况）能量的二级近似和一级近似波函数；在简并情况下，以转子系统处于第一激发态为例，求解并给出了其能量的一级近似值和零级近似波函数．所得结论对揭示处于给定球面的带电粒子的运动规律有一定的启示．     

氢原子能级的一级斯塔克效应

从量子力学的定态简并微扰论理论出发,给出氢原子在外电场中n=3,4,5时一级斯塔克效应的能谱分裂情况。     

外电场中平面转子的第一激发态修正

利用一级近似下简并完全没有消除情形下的二级修正公式，讨论了平面转子在外电场中第一激发态修正。     

外电场中平面转子的第一激发态修正

利用一级近似下简并完全没有消除情形下的二级修正公式，讨论了平面转子在外电场中第一激发态修正。     

均匀弱电磁场中荷电空间转子的能级与波函数

利用微扰理论,计算了弱均匀电磁场中荷电空间转子系统处于基态时(非简并情况)能量的二级近似和一级近似波函数;在简并情况下,以转子系统处于第一激发态为例,求解并给出了其能量的一级近似值和零级近似波函数.所得结论对揭示处于给定球面的带电粒子的运动规律有一定的启示.     

对微扰论波函数的非正交修正

不含时微扰论对非简并能级的修正是相当精确的,然而对波函数的修正精度却不能令人满意.经过审视微扰论的推导过程,可以发现,造成这一精度差异的原因或许就是"正交性假设"."正交性假设",即零阶以上的任意阶修正波函数与零阶波函数都正交,是建立微扰论的过程中习惯上使用的一个附加条件.详细探讨了"正交性假设",并利用波函数的归一化属性得到了关于高阶修正波函数的一个约束条件,而这个条件暗示了在二阶及以上精度不适合继续使用"正交性假设".可以证明,在不引入"正交性假设"的情况下,能级修正的结果和正交情况是完全一致的,但是修正波函数的结果与正交情况却出现了不容忽视的差异.这个现象可以合理解释之前的精度问题.作为一个具体示例,计算了匀强电场中一维带电谐振子系统的前三阶非正交修正波函数.对比此系统的解析解,可以发现波函数的非正交修正比正交修正确实具有更高的精度.简单探讨了推广到简并微扰论的情况,结合近期Stark问题的进展,给出了检验非正交微扰修正的思路.     

简并态微扰论的递推形式

本文给出了简并态微扰论的递推形式．在微扰计算收敛的情况下，利用该方法可以逐级计算到微扰论的任意级近似，在给定的精度下可得到与精确解一致的结果．     

关于简并定态微扰的递推公式

给出了量子力学中简并定态微扰的递推公式，并指出处理能量修正时可采用的等效处理方法，利用这个等效方法，可以很方便地给出各级能量修正值所满足的具体表达式。     

简并能级多级微扰的高阶修正

就最一般情况，给出了简并能级多级微扰至四阶的修正过程，得到了能量修正和近似波函数的公式。     

非简并定态微扰理论高级近似公式的计算

采用运级近似展开的方法,计算了非简并定态微扰理论高级近似公式,波函数修正计算至二级,能量修正计算至三级.     

弱磁场下自旋为二的玻色-爱因斯坦凝聚的循环态

在平均场近似下,一些量子多体系统的基态是简并的。当考虑了量子涨落时,平均场能量修正将会解除这一偶然简并。文章研究了弱磁场下自旋为二的玻色-爱因斯坦凝聚的循环态。通过计算二阶量子涨落对平均场能量的修正,找到了系统真正的循环态基态。     

高阶微扰计算中的一条规律

本文得出了微扰论中能量各阶近似与波函数各阶近似之间的一般关系,其规律是:求得波函数的一阶近似,就可求得能量的二阶与三阶近似,更高阶的近似也有类似的结果.这条规律在简并与非简并情况下都成立.