120 likes | 293 Views
Appendix A. Tranformations in QM. Majme operátor R pomocou, ktorej transformujeme súradnice polohového vektora r nasledujúcim spôsobom:. a inverzná je. R sa dá reprezentovať maticou 3x3 :. Pozrieme sa na transformáciu vlnovej funkcie pri zmene súradníc polohového vektora,
E N D
Appendix A Tranformations in QM
Majme operátor R pomocou, ktorej transformujeme súradnice polohového vektora r nasledujúcim spôsobom: a inverzná je R sa dá reprezentovať maticou 3x3 : Pozrieme sa na transformáciu vlnovej funkcie pri zmene súradníc polohového vektora, pričom súradnicová sústava zostane v kľude - nezmenená. Daný bod mikroobjektu, ktorý bol charakterizovaný polohovým vektorom r prejde po transformácii do bodu r’. V dôsledkutransformácie (otočenie alebo posunitie) mikroobjektu sa do bodu r’ prenesie tá hodnota vlnovej funkcie, ktorá bola v bode r ,t.j.:
(A 1.1) Tato úvaha platí iba na jednokomponentovú vlnovú funkciu natzv. skalárne pole. Ako sa transformuje vlnová funkcia? Zavedieme si operátor T, ktorý bude pôsobiť v priestore vlnových funkcií ψ(r) pri zodpovedajúcej transformácii r’=Rr : podľa výsledkov úvahy (A 1.1) sa hodnota vlnovej funkcie preniesla do bodu r’, a teda si píšeme z čoho máme výraz pre transformáciu vlnovej funkcie: (A 1.2)
Otočenie systému Ľubovolné otočenie systému sa dá uskutočniť zložením infinitezimálnych otočení. Preto najprv sa obmedzíme na malé otočenie o daný uhol δφ okolo osi na napíšeme si Taylorov rozvoj pomocou nového - hľadaného operátora otočenia L takto: Pre konkrétnosť sa obmedzíme na otočenie okolo osi z, t.j. n= n3=(0,0,1), potom maticaotočenia súradného systému o uhol -δφ je daná takto:
Poznámka: Raz sme otáčali teleso a raz systém. Tieto operácie súvisia jednoducho. Otočenie telesa o uhol φje ekvivalentný otočeniu súradnej sústavy o uhol -φ. Graficky a matematicky je to vyjadrené nasledovne: y’ y r’ -φ y r φ r α α x -φ x x’ Otočenie súradného systému o uhol -φ (okolo osi z) Otočenie objektu o uhol φ (okolo osi z)
Zmeny súradníc: • Otočenie objektu o uhol φ • Otočenie súradného systému o uhol -φ Koniec poznámky.
Podľa (A1.2) môžeme písať: Resp. Taylorov rozvoj pravej a ľavej strany:
Obdodne pre ostatné súradnice, čiže dostaneme operátor momentu hybnsoti: infinitezimálne otočenia sú generované momentom hybnosti, keď chceme prejsť ku konečným otočeniam okolo danej (jednej, fixovanej) osinmôžeme to chápať ako súčet N malých otočenít a treba robiť limitu , v priblížení že δφ=φ/N (A1.3)