Como encontrar a energia de um oscilador carregada utilizando a teoria de perturbação

Na física quântica, quando você tem os valores próprios exatas para um oscilador carregada em um sistema perturbado, você pode encontrar a energia do sistema. Com base na teoria de perturbação, a energia corrigida do oscilador é dada pela

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Onde

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é o termo de perturbação no Hamiltoniano. Isto é, aqui,

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Agora, dê uma olhada na equação de energia corrigido usando

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A correção de primeira ordem é

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que, usando

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torna-se

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porque esse é o valor esperado x, e osciladores harmônicos gastar tanto tempo em negativo x território como no positivo x território - isto é, o valor médio de x é zero. Então, a correcção de primeira ordem para a energia, como determinado por teoria de perturbação, é zero.

Ok, qual é a correção de segunda ordem com a energia, como dado pela teoria de perturbação? Aqui está:

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E porque

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Você tem

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Lançou isto em termos de sutiãs e TFE, mudando

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fazendo a correção da energia de segunda ordem para esta expressão:

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Você pode decifrar este passo a passo. Em primeiro lugar, a energia é

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Isso faz com que descobrir a energia de segunda ordem um pouco mais fácil.

Além disso, as seguintes expressões vir a manter por um oscilador harmônico:

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Com estas quatro equações, você está pronto para enfrentar

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a correção de segunda ordem para a energia. Omitindo termos de potência mais elevada, o somatório nesta equação torna-se

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E substituindo por E(0)n - E(0)n + 1 e e(0)n - E(0)n- 1 da-te

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Agora, substituindo por lt; n + 1 | x| n> e lt; n - 1 | x| n > Lhe dá

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Então, a correção de segunda ordem é

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Portanto, de acordo com a teoria da perturbação, a energia do oscilador harmónica no campo eléctrico deve estar

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Comparar este resultado com a equação anterior para os níveis de energia exactas,

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Em outras palavras, teoria de perturbação lhe deu o mesmo resultado que a resposta exata. Como é isso para um acordo?

Claro, você não pode esperar para bater a mesma resposta toda vez usando teoria de perturbação, mas este resultado é impressionante!

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