22678

Хвильові функції. Системи тотожних частинок. Принцип Паули

Доклад

Физика

Системи тотожних частинок. Вони тотожні є симетрія: при перестановці місцями частинок не змінюється. Нехай оператор перестановки частинок: ; Т. Для N частинок N парних перестановок; оператор перестановок .

Украинкский

2013-08-04

65.5 KB

5 чел.

43. Хвильові функції. Системи тотожних частинок. Принцип Паули.

Розглянемо електрони в вакуумі. Вони тотожні  є симетрія: при перестановці місцями частинок не змінюється. Нехай  - оператор перестановки частинок:

;  Т.я. частинки тотожні, то - . Власні значення :

,

повинна бути або симетричною, або антисиметричною відносно перестановки. Якщо є хвильова функція без симетрії, то можна побудувати симетричний та антисиметричний розв’язки.  -ні та, ні інша. Для N – частинок  N! парних перестановок; - оператор перестановок (). Будуємо симетричну та антисиметричну функції:

Нехай частинки між собою не взаємодіють, тоді змінні відокремились і .  Загальна хвильова функція ні парна, ні не парна: , де ni – квантові числа , тоді :

 це принцип тотожності частинок

Частинки, стани яких відповідають  наз. Бозони,  - Ферміони (бо вони підходять відповідній статистиці).

З умови нормування .  схожий запис det через , тоді  можна записати інакше:

 n1, n2, .... квантові числа: визначають стани, в яких знаходяться електрони. Якщо nк=nк` , то два рядки однакові – det = 0 . Отже отримали принцип Паулі для Ферміонів: дві частинки не можуть перебувати в одному стані (якщо вони не взаємодіють між собою).