Главная > Квантовая электродинамика
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

1.3.2. Второе приближение.

Найдем теперь второе приближение, продолжив разложение до членов порядка Ограничимся случаем, когда имеется только постоянное внешнее электрическое поле.

Подставив в отброшенные ранее члены второго уравнения (1.3.3) значение в первом приближении и решив это уравнение относительно , получим

Подставив далее это выражение в первое уравнение (1.3.3), получим следующее уравнение для :

Умножая это уравнение на и сохраняя члены порядка не выше перепишем его в виде

Хотя это уравнение формально и имеет вид уравнения Шредингера, тем не менее оно им не является, так как функция не имеет точного смысла волновой функции электрона, а оператор Н нельзя рассматривать как оператор Гамильтона. Действительно, интеграл не сохраняется во времени (согласно уравнению непрерывности сохраняется интеграл ), поэтому нельзя пронормировать; оператор же Н не является самосопряженным, так как он содержит слагаемое

Чтобы найти волновую функцию и гамильтониан во втором приближении, произведем преобразование , где — некоторый оператор, не содержащий явно времени. Тогда будет удовлетворять уравнению

Если мы подберем теперь О таким образом, чтобы выполнялось условие

то Ф можно будет интерпретировать как волновую функцию, а Н — как гамильтониан во втором приближении.

Подставляя в это условие вместо выражение (1.3.4), получим

откуда следует, что с требуемой точностью оператор О имеет вид

Так как оператор О отличается от единицы на слагаемое порядка , то преобразование не затрагивает уравнения первого приближения, в котором, с точностью до членов порядка функция является нормируемой.

Найдем теперь оператор Гамильтона во втором приближении. Используя выражения для операторов О и Н, получим, сохраняя члены порядка

Замечая, что

где — электрическое поле, получим окончательно следующее выражение для оператора Гамильтона:

    (1.3.11)

Этот оператор, как легко видеть, является эрмитовским.

Последние три члена в гамильтониане (1.3.11) являются поправками порядка . Из них первый член учитывает зависимость массы от скорости, а второй можно интерпретировать как энергию взаимодействия движущегося магнитного диполя с электрическим полем. Поскольку электростатическое поле удовлетворяет уравнению , где — плотность зарядов, создающих поле, то последний член отличен от нуля только в тех точках, где находятся эти заряды.

До сих пор мы считали, что внешнее магнитное поле отсутствует. Чтобы получить гамильтониан при наличии такого поля, нужно в выражении (1.3.11) произвести замены

где А — векторный потенциал. В результате мы получим следующее выражение для гамильтониана с учетом членов порядка

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru