晶体场劈裂在量子力学简并态微扰教学中的应用APPLICATION OF CRYSTAL-FIELD SPLITTING IN TEACHING THE PERTURBATION THEORY OF DEGENERATE STATES IN QUANTUM MECHANICS COURSE
宋振,杨善武,滕蛟,高霞,张铮,刘泉林
摘要(Abstract):
为了解决量子力学教学中简并态微扰部分案例素材较少的问题,本文提出将晶体场劈裂问题的完整解决过程作为简并态微扰教学的新素材。该部分内容从构建正八面体晶体场出发,首先计算基于库仑作用的微扰势,随后选定单d电子波函数计算微扰矩阵元,从而构建久期矩阵。计算过程中需要分别对角向部分和径向部分进行积分,涉及到角动量的相关知识。最后通过对角化,得到微扰作用后能级的劈裂情况及零级波函数的线性组合,并进一步根据简并态的基本性质得到实函数的形式。该案例有助于学生从更深的层面理解简并态微扰理论。
关键词(KeyWords): 量子力学;简并态微扰;晶体场;能级劈裂
基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(12274023);; 北京科技大学本科教育教学改革面上项目(JG2021M07)
作者(Author): 宋振,杨善武,滕蛟,高霞,张铮,刘泉林
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