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正交定理:叠加定理和微扰定理的数学基石!!!
今天的文章将更加数学化,因为本文将涉及数学架构和理论构成要素,如叠加定理和微扰定理。所以,事不宜迟,让我们开始吧……与往常一样,我们将从考虑开始,因为我们都知道物理学充满了考虑!!!因此,考虑两个波函数𝝍ₙ 和 𝝍ₖ。两者都满足某个势能 V(x) 的薛定谔方程。现在,如果它们的能量分别为 Eₙ 和 Eₖ,则正交性定理指出 ∫ 𝝍ₖ*(x) 𝝍ₙ(x) dx =0 (Eₙ ≠ Eₖ) (1) 这里,积分的极限是系统的极限,𝝍ₖ* 是 𝝍ₖ 的虚部。好了,就是这样...这是正交性定理的主要陈述。但我们在这里也要推导它......所以让我们完成这个任务......正如我之前所说,上述波函数遵循薛定谔方程,所以,- (ħ²/2m)(d²𝝍ₙ/dx²) + V(x) 𝝍ₙ = Eₙ 𝝍ₙ (2)并且,- (ħ²/2m)(d²𝝍ₖ/dx²) + V(x) 𝝍ₖ = Eₖ 𝝍ₖ (3)现在,如果我们将 𝝍ₖ* 和 𝝍ₙ 与方程 (2) 和方程 (3) 的复共轭相乘,然后通过从方程 (2) 中减去方程 (3) 来分离 V(x)。经过所有这些混乱的运算,我们得到了这个表达式……- (ħ²/2m)[ 𝝍ₖ* (d²𝝍ₙ/dx²) - 𝝍ₙ( d²𝝍ₖ/dx²) ] = (Eₙ - Eₖ) 𝝍ₖ* 𝝍ₙ (4)现在,只需积分这个漂亮的表达式。极限应该与问题或情况相关。积分后我们得到....- (ħ²/2m) ∫ [ 𝝍ₖ* (d²𝝍ₙ/dx²) - 𝝍ₙ( d² 𝝍ₖ/dx²) ] dx= (Eₙ - Eₖ) ∫ 𝝍ₖ* 𝝍ₙ (5)好了,我们快到了,距离推导只有几步之遥
来源:The Dynamic Frequency)
这里,积分的极限是系统的极限,𝝍ₖ* 是𝝍ₖ的虚部。 这里,积分的极限是系统的极限, 这里,积分的极限是系统的极限, 积分的极限是系统的极限 𝝍 𝝍 𝝍 ₖ* ₖ ₖ * 是 的虚部 的虚部 𝝍ₖ。 𝝍 𝝍 ₖ ₖ ₖ . 好了,就是这样了……这是正交定理的主要陈述。但我们在这里也是为了推导它……所以让我们完成这个任务吧…… 在这里推导它正如我之前所说,上述波函数遵循薛定谔方程,因此,