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初探薛定谔方程的解与哈密顿量的群
浅谈群论在物理学中的应用 魏震 2002 第 1 页 共 1 页 初探薛定谔方程的解与哈密顿量的群 群在量子力学中的应用 数学科学学院概率统计系 00 级 魏 震 计算机辅修号 01005 [本文摘要] 本文由群在量子力学中的一个基本定理的出发 说明了在无偶然简并的条件下 这个 定理在实际物理理论中的一个简单应用 并由此简略介绍了在其它物理学方面群的应用 [关键词] 哈密顿量 薛定谔方程 基矢 简并 在本文中 我们将通过介绍如何由薛定谔方程的来组成群不可约表示的基矢 从而将适量空间 不可约空间等概念与量子力学中的有关基本问题联系起来 一 基本定理 如果哈密顿量H 在群 G 的变换下不变 即群G 是哈密顿量 H 所属的对称群 则与本征值E 相应的哈密顿算符H 的本征函数组成群G 的表示的基矢 i 证明 如果yi (r ) 是H 的本征函数 本征值为E 设R G 和群元G 相应的算符 m i 1 是P R 则 P R H P R = H H yi E yi , m 1,2, L, d m i m i 即E 是d 度简并的 i i 1 P R H P R P R yi E P R yi 1 m i m i i H (P R y ) E (P R y ) 2 m i m 2 式表明 如果yi 是H 的本征函数 则P R yi 也是H 的本征函数 且它们 m m 具有相同的本征值Ei 由于E 是d 度简并的 故P R yi 可写成这d 个函数的线性组合 即 i i m i
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