2. 简并微扰论 实际问题中,特别是处理体系的激发态时,常常碰到简并态或近似简并态,(不同波函数对应的能级因外界作用而很接近)此时,上节的微扰论是不适用的。 这也提醒我们,一个微扰体系,是否能用上节非简并微扰论处理,应首先看(0)nE是否简并。 在(0)nE简并情况下,首先碰到的困难是:零级能量(0)nE给定后,对应的零级波函数不唯一(导致上节中(1)n无法确定,(1)nE无法确定,更无法确定(2)n,(2)nE),所以这是简并微扰论首先要解决的问题。 体系能级的简并性与对称性密切相关,当考虑微扰后,如果体系的某种对称性受到破坏,则能级可能分裂,简并将被部分解除或全部解除,所以,在简并微扰论中,充分利用体系的对称性至关重要。 设(0)nE是简并的,属于 (0)H的本征值(0)nE有 k 个本征态,12,,......k 即零级方程有不止一个解i它们满足的零阶方程及正交归一关系为: ( 0 )0(,),1 , 2 , 3 . . . . . . . . . .iniijiji jHEdi jk 上式中,i,j 是简并指标,k 为简并度。 上式中, i是随意选取的一组 (0)H的本征函数,很难指望它一定会满足一级微扰方程,但通过线性变化,可以原则上有无穷多组对应着同一个零级能量(0)nE的本征函数组。其中每一组同样有k 个互相正交的本征函数。 例如,设把零级近似波函数(0)n写成 k 个i的线性组合: (0)(0)1kniiic 将它代入一级微扰返程 (0)(0)(1)'(1)(0)(0)(0)(1)(1)(0)(0)'11()()nnnnkknnniiiiiiHEHEHEEccH 得: 以l ( (0 )1,2 .....lHlk仍是的本征函数,)左乘以上式并对全空间积分,得: ( 0 )( 0 )( 1 )( 1 )( 0 )( 0 )'11(0 )(0 )(0 )(1 )(0 )(1 )(0 )'(1 )(0 )11(0 )'(1 )(0 )100lnnkknliiliiiilnnnlnkkliinliiiikiliniiiHEdxEcdxcHdxHEdxHEdxcHdxEcdxcHEc而左边即:''1'(1 )(0 )10 ,,,,()0 ,,(1 ,2 .....).............klililiklnliiiHHdxHEclk 即:① 上式为一个以系数(0 )ic为未知量的线性齐次方程组,(k 个方程),它有非零解的条件是系数行列式为 0 ,即 ...