贗勢

贗勢

贗勢,就是把離子實的內部勢能用假想的勢能取代真實的勢能,但在求解波動方程時,不改變能量本徵值和離子實之間區域的波函式。由贗勢求出的波函式叫贗波函式,在離子實之間的區域真實的勢和贗勢給出同樣的波函式。固體價電子波函式在 離子實之間的區域變化平緩,與自由電子的平面波相近;離子實內部的區域,波函式變化劇烈,存在很多節點,這是因為需要使價電子與內層電子波函式正交,徑向函式乘積積分為零,因而離子實內部出現節點使一部分區域為正,一部分為負。精確算出的 s波散射的贗勢算符應是其中η0是剛球勢的s波相移,具有關係於是非齊次薛丁格方程右方所對應的各級數項分別相應於s波散射、p波散射、d波散射等效應。

原理

贗勢贗勢
元素的價電子決定著在材料的特性,在原子結合成固體的過程中,價電子的運動狀態發生了很大變化,內層電子則不然。價電子參與了電荷轉移與成鍵,因此希望解波函式的部分,只處理價電子就好,而將內層電子與原子核的效應合在一起考慮。固體價電子波函式在 離子實之間的區域變化平緩,與自由電子的平面波相近;離子實內部的區域,波函式變化劇烈,存在很多節點,這是因為需要使價電子與內層電子波函式正交,徑向函式乘積積分為零,因而離子實內部出現節點使一部分區域為正,一部分為負。“贗勢”顧名思義,是一種假的位勢,但概括了離子實的吸引作用和波函式的正交要求,這二者相互抵消,贗勢總是使離子實內部的電子波函式儘可能的平坦。

作用

最簡單的模型可以是取距原子中心r處為劃分點,大於r的區域波函式完全一樣保留,而r以內則對波函式加以改造。主要是要把振盪劇烈的波函式改造以變化緩慢的波函式,而且沒有節點,少了劇烈振盪不但允許只以相對很少的平面波來展開波函式,沒有節點的(徑向)波函式也意味著沒有比它本徵值更低的量子態來與它正交。求解內層電子的需要就自動消失了。這樣選擇參量r,就可以使模型與真實結果相符合。

贗勢

在相互作用的粒子系統中引入的非真實勢。研究實際氣體和〖htk〗固體的能帶〖ht〗等問題時,採取引入贗勢的辦法可使問題簡化。研究二粒子系統散射問題時,由於真實作用勢十分複雜,常把粒子當作剛球處理,使用剛球勢(在r=a處有陡峭的無限高勢壘,a是粒子的半徑,r是粒子間的距離)。這時系統質心的〖htk〗薛丁格方程〖ht〗是k為相對波數。方程在r>?處的球對稱解(k→0的s散射)為式中 c為一常數。若引入一個算符到薛丁格方程中[δ(r)是δ函式],使方程變形為非齊次方程則在k→0和r≥?處ψe(r)和ψ(r)滿足相同的方程和邊界條件ψe(?)=0,且有相同的函式形式。算符在薛丁格方程中起著勢的作用。這種人為地引入的勢不是剛球模型中的真實勢,故稱作贗勢。由於在勢中引入了 δ函式,這種勢可看作是在r=0處的勢源。擴展到任意k值(非球對稱情況)時則需作改正。精確算出的 s波散射的贗勢算符應是其中η0是剛球勢的s波相移,具有關係於是非齊次薛丁格方程右方所對應的各級數項分別相應於s波散射、p波散射、d波散射等效應。可見,引入贗勢,就可以用r=0處勢源的非齊次方程和邊界條件 ψe(?)=0代替剛球勢的齊次方程和邊界條件,並用相移η0代替相對波數 k來表示系統的所有能級,這樣,就便於深入討論剛球模型的二體問題。這個方法可以推廣到非常稀疏的n個粒子組成的氣體系統。

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