緒論
費曼(R.F.Feynman)-海爾曼(H.Hellma-nn)定理又稱費曼一海爾曼關係,發表於30年代後期。它套用極廣,既可用作理論分析,又可用於具體計算。凡用維里定理可以處理的問題,肯定都可以用費曼一海爾曼定理(以下簡稱F-H定理)來處理。H-F定理的用處遠在維里定理之上,在量子力學教材中占有一席地位。
概念
費曼–海爾曼定理分別被不同的物理學家獨立地證明過,包括Paul Güttinger(1932)、泡利(1933)、海爾曼(1937)以及費曼(1939)。
該定理的表達式如下:
式中
表示依賴於連續變化的參變數的哈密頓量;
是該哈密頓量的本徵函式,通過哈密頓量間接依賴於;
為能量,即哈密頓量的本徵值;
為積分微元。上述積分在全空間進行。
特例
對於隨時間變化的波函式的費曼–海爾曼定理來說,因為一個一般的隨時間變化的波函式滿足含時薛丁格方程,所以費曼–海爾曼定理 不再適用。
但是,該波函式滿足以下關係:
其中ψ滿足:
理論證明
以下證明只依賴於薛丁格方程,以及對於λ和t求偏導時,可以互換順序的假設。