词条 | 赝势 |
释义 | 就是把离子实的内部势能用假想的势能取代真实的势能,但在求解波动方程时,不改变能量本征值和离子实之间区域的波函数。由赝势求出的波函数叫赝波函数,在离子实之间的区域真实的势和赝势给出同样的波函数。 赝势原理元素的价电子决定着在材料的特性,在原子结合成固体的过程中,价电子的运动状态发生了很大变化,内层电子则不然。价电子参与了电荷转移与成键,因此希望解波函数的部分,只处理价电子就好,而将内层电子与原子核的效应合在一起考虑。固体价电子波函数在离子实之间的区域变化平缓,与自由电子的平面波相近;离子实内部的区域,波函数变化剧烈,存在很多节点,这是因为需要使价电子与内层电子波函数正交,径向函数乘积积分为零,因而离子实内部出现节点使一部分区域为正,一部分为负。“赝势”顾名思义,是一种假的位势,但概括了离子实的吸引作用和波函数的正交要求,这二者相互抵消,赝势总是使离子实内部的电子波函数尽可能的平坦。 作用最简单的模型可以是取距原子中心r处为划分点,大于r的区域波函数完全一样保留,而r以内则对波函数加以改造。主要是要把振荡剧烈的波函数改造以变化缓慢的波函数,而且没有节点,少了剧烈振荡不但允许只以相对很少的平面波来展开波函数,没有节点的(径向)波函数也意味着没有比它本征值更低的量子态来与它正交。求解内层电子的需要就自动消失了。这样选择参量r,就可以是模型与真实结果相符合。 赝势在相互作用的粒子系统中引入的非真实势。研究实际气体和〖htk〗固体的能带〖ht〗等问题时,采取引入赝势的办法可使问题简化。研究二粒子系统散射问题时,由于真实作用势十分复杂,常把粒子当作刚球处理,使用刚球势(在r=a处有陡峭的无限高势垒,a是粒子的半径,r是粒子间的距离)。这时系统质心的〖htk〗薛定谔方程〖ht〗是k为相对波数。方程在r>?处的球对称解(k→0的s散射)为式中 c为一常数。若引入一个算符到薛定谔方程中[δ(r)是δ函数],使方程变形为非齐次方程则在k→0和r≥?处ψe(r)和ψ(r)满足相同的方程和边界条件ψe(?)=0,且有相同的函数形式。算符在薛定谔方程中起着势的作用。这种人为地引入的势不是刚球模型中的真实势,故称作赝势。由于在势中引入了 δ函数,这种势可看作是在r=0处的势源。扩展到任意k值(非球对称情况)时则需作改正。精确算出的 s波散射的赝势算符应是其中η0是刚球势的s波相移,具有关系于是非齐次薛定谔方程右方所对应的各级数项分别相应于s波散射、p波散射、d波散射等效应。可见,引入赝势,就可以用r=0处势源的非齐次方程和边界条件 ψe(?)=0代替刚球势的齐次方程和边界条件,并用相移η0代替相对波数 k来表示系统的所有能级,这样,就便于深入讨论刚球模型的二体问题。这个方法可以推广到非常稀疏的n个粒子组成的气体系统。 |
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