§4、场的正则量子化 场的量子化的形式与质点系相似。场函数及正则共轭场函数过渡至算符,不再描写体系的态,而物理的态则由 Hilbert 空间的矢量描述。力学量随时间演化的方程中,以量子 Piosson 括号取代经典 Piosson 括号:(仍在海森堡绘景中讨论,算符随时间变,而态不变): ][1],[1},{GFFGiGFiGF (4-1) ],[1HFiF (4-2) 当 F 显含t 时,右边还有一项tF。 一、电磁场的量子化 经典电磁场满足 Maxwell 方程: tcctcEJBBEBE14104 (4-3) 用四度矢势),(A表为: JAAActctctctctc4)1()1(4)1(1)1(222222 (4-4) 由电磁场BE,在以下规范变换下 AA tc 1 (4-5) 具有不变性。通常有两种规范 Lorentz 规范 01tcA (4-6) 此方程具有协不变性,然而与量子化不相容。 Coulomb 规范 0 A (4-7) 此时,虽然矢势方程丧失了 Lorentz 协变性,但不影响真正的物理量BE,,而且能很方便的进行量子化。在Coulomb 规范下,场方程成为 tcctc14)1(422222JA (4-8) 下面考虑自由场:0,0J,因而0,于是 0)1(2222Atc (4-9) AB tc AE1 (4-10) 拉格朗日量 })()(1{81222ijjixAtcdLAx (4-11) A 的共轭场量 iiiiEcAcA41412 (4-12) 相应的Hamilton 函数 )(81})(812{22222BEdxAcdHijjixx (4-13) 在量子化以后,),(txA成为算符。为了与0 A相容,我们把对易关系中的)(xx修正为)(xxtrij。即: 0)],(),([ tAtAjixx, (4-14a) 0)],(),([ ttjixx, (4-14b) )()],(),([1xxxxtrijjittAi, (4-14c) 其中 )(2 )(1)(xxkxxijikijtrijekkkV ||141)(xxxxjiijxx (4-15) 否则 0)()],(),([xxxxAjjxitt, 与(4-7)矛盾。 作平面波分解,考虑横场条件(4-7),有 2212( , )[( )( )]( )( )( , )[( )( )]8iikjkjkjkjiikjkjkjkjctebtebtkViktebtebtcVk xk xk x...