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。     

简并微扰论中的能量二级修正

本文讨论了简并微扰论中能量的二级修正问题，给出了一级修正简并完全没有解除的情况下，能量的二级修正公式及可按非简并微扰论处理的充要条件，也给出了一级修正简并部分解除时能量二级修正的求法。     

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。     

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.     

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.     

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.     

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.     

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     

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.     

CO分子第一、二泛频吸收及灵敏波长计算

采用微扰理论对CO分子振动薛定谔方程进行了理论求解,得到了非谐振子势下的振动波函数及对应的能级能量.由此计算了CO分子基频吸收与第一、第二泛频吸收的相对强度比,以及各吸收带的灵敏吸收波长位置.计算结果与他人的实验结果符合得很好,检验了理论处理的正确性,也为CO气体的泛频吸收检测提供了理论依据.     

氢原子n=4能级的斯塔克效应

利用微扰论,精确求解了氢原子在无外场时n=4的16重简并态能级波函数;并对处在电场中的氢原子n=4能级斯塔克效应进行了计算和分析.     

应用微扰论计算同核双原子分子非谐振子振转相互作？…

运用微扰理论计算在小振幅振动情况下,非谐了振转相互作用的一级、二级近似能量及一级近似波函数。     

变分法在计算量子物理基态氦原子能量中的应用

对基态氦原子的波函数据和能量的传统计算方法是自恰场法和微扰论,其计算过程的自恰场法十分繁难,而结果又是数据表,逼近成解析式也比较复杂.采用变分法,以解析式的形式进行讨论,戡用超来又比较方便,其计算结果也与实验结果更相近.     

变分法在计算量子物理基态氦原子能量中的应用

对基态氦原子的波函数和能量的传统计算方法是自恰场法和微扰论,其计算过程的自恰场法十分繁难,而结果又是数据表,逼近成解析式也比较复杂。采用变分法,以解析式的形式进行讨论,其用起来又比较方便,其计算结果也与实验结果更相近。     

激发态的最速逼近微扰理论

本文将文献［１］提出的应用于量子体系基态的最速逼近微扰理论（ＳＡＰＴ）推广到了激发态。本文证明，只要保持激发态尝试波函数正交于对称性相同的激发态或基态波函数，就能避免计算过程的变分坍陷，并通过逐步迭代（逐一计入其他各态的贡献）计算逼近体系精确的激发态能量和相应的波函数，且不存在瑞利－薛定谔微扰理论（ＲＳＰＴ）的无穷求和和最陡下降微扰理论（ＳＤＰＴ）需计算哈密顿量二次和三次方矩阵元的困难。本文的方法可用于求精确的激发态能量和波函数。     

互补变分原理及其在微扰近似理论中的应用

以正则变分和线性变分函数为基础，对互补变分原理作了论证，推导出二阶能量修正的上界和不受任何条件限制的下界，并对具体计算方法作了详细的研究。得出互补变分原理在微扰理论近似中应用所求氢原子的极化率结果比一般的变分法和微扰法所得结果更接近于实验值。并指出这理论可以推广应用到激发态或处理高阶修正问题。     

Bose-Einstein凝聚体波函数的研究

通过研究柱势阱的Z轴方向加上扰动后对凝聚体波函数的影响,得出扰动使基态波函数和Ptaevskii方程的本征矢Z方向对称性发生了破缺、整个能级下移、移动随原子数的增大而增大的结论.