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北京石油化工学院2026年研究生招生接收调剂公告
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skysky112211

木虫 (小有名气)

NaNa

[求助] 为什么总波函数可以分解为几个波函数相乘

是数学上严密的推到,还是怎么样的 谢谢
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NaNa
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virtualzx

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
skysky112211: 金币+2, ★★★★★最佳答案, 虽然有点深奥,还是很感谢 2012-10-24 11:35:47
引用回帖:
5楼: Originally posted by skysky112211 at 2012-10-23 18:23:29
能够再详细一点吗,波恩-奥本海默近似忽略了某几项能量,然后怎么就可以写成波函数想成了?...

波恩奥本海默近似忽略了非绝热耦合项

你可以这样来理解:求解薛定锷方程太难了,那么首先先把哈密顿算符换成一个更简单的形式,求解一个更简单的问题,然后考虑这个更简单问题的解和正确解的关系。

求解电子波函数就是在求解一个近似问题的准确波函数。因为是一个本征函数问题,在每一个核坐标,电子波函数构成一组完备基。所以,你可以把体系波函数逐点用电子波函数展开,而在每个点的展开系数就成了一组(无穷多个)原子核坐标的函数。也就是说你是把体系波函数写成了无穷多项之和,每一项是一个电子波函数和一个原子核的函数的乘积。

然后再把这个无穷多项展开式带入体系的薛定谔方程,就可以解出来这些展开系数,得到正确的分子波函数。

你把那个展开往薛定谔方程里代入,然后左侧乘以随便一个电子态1的电子波函数,就得到很多项。其中有很多形如
<电子波函数1|电子波函数2对于核坐标的偏导数>
的项。这些就叫做非绝热耦合项。因为这些项是从原子核动能项衍生出来的,所以前面系数分母都有原子核质量。原子核质量是个大数,所以只要这一项本身的值不太大,乘以前面的质量倒数之后都可以忽略认为为0。这就是波恩奥本海默近似。忽略之后这些项之后,发现体系波函数展开式就只有电子态1相乘的那个展开系数剩下了。而这里得到的这个方程就是原子核的薛定谔方程。

你可以证明相同电子态内的耦合项为0,而不同电子态间的耦合项大小和它们间能量差成反比,所以只要没有两个电子态能量是相近的,波恩奥本海默近似就成立。
6楼2012-10-24 08:08:44
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songping92

新虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
"可以分解"的定义是什么?
2楼2012-10-23 21:14:35
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virtualzx

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
只有在一定近似下,总波函数才能写成各个部分的乘积。他们都是忽略了粒子运动中某种耦合的结果
例如分子波函数可以写为电子波函数和原子核波函数乘积是波恩-奥本海默近似的结果,忽略非绝热耦合
振动波函数可以写为各个简谐振动模式乘积,是将势能面近似为2次曲面的结果,忽略非谐性耦合
电子波函数可以写为分子轨道的反对称乘积是HF的假设,忽略电子相关

既然是近似就不是总正确
3楼2012-10-23 23:39:04
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skysky112211

木虫 (小有名气)

NaNa

引用回帖:
2楼: Originally posted by songping92 at 2012-10-23 21:14:35
"可以分解"的定义是什么?

总波函数约等于几个波函数的乘积
NaNa
4楼2012-10-24 07:21:53
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