量子力学中的散射 知乎,量子玻恩近似是什么意思?

用户投稿 100 0

关于举例量子力学中的散射的问题,小编就整理了3个相关介绍举例量子力学中的散射的解答,让我们一起看看吧。

量子玻恩近似是什么意思?

量子玻恩近似(Quantum Born Approximation)是一种量子力学中常用的近似方法,用于描述具有相对简单相互作用的粒子间散射过程。该近似方法是基于量子力学中的波函数来描述粒子的行为。

在量子玻恩近似中,散射过程中的波函数可以分解为一个入射波和一个散射波的叠加。根据散射过程的原理,入射波会与散射中的散射势相互作用,从而导致波函数在散射区域内发生变化。

量子玻恩近似的基本思想是,假设入射波在散射区域的波函数为自由粒子波函数,而散射势只在散射区域内起作用。通过这种假设,可以简化波函数的计算,使其更易于处理。

使用量子玻恩近似可以获得散射过程中的一些重要物理量,如散射截面(scattering cross section)和散射振幅(scattering amplitude)。它在研究原子、分子、核反应等散射过程中具有广泛的应用。然而,对于复杂的散射问题,量子玻恩近似可能会引入一些误差,因此在某些情况下,更精确的计算方法可能更适用。

玻恩-奥本海默近似(Born-Oppenheimer approximation)也称为定核近似或绝热近似,它基于这样一个事实:电子与核的质量相差极大,当核的分布发生微小变化时,电子能够迅速调整其运动状态以适应新的核势场,而核对电子在其轨道上的迅速变化却不敏感。

这种近似是量子化学和凝聚态物理学中的一种常用方法,用于对原子核和电子的运动进行退耦合。

大多数的计算化学研究中都隐含使用了这个近似,但其正确性只能靠精确的实验来检验。

固体中的电子结构计算要同时考虑电子和原子核,电子的质量要比原子核小得多(Mp/m0~10-10),故其运动速度比后者高若干个数量级,电子处于高速运动中,而原子核只是在它们的平衡位置附近热振动。

但当核的位置发生微小变化时,电子能迅速调整自己的运动状态使之与变化后的库仑场相适应。

换句话说,电子能绝热于原子核的运动。

基于这一特性,Born与Oppenheimer建议可将电子与原子核的运动分开处理,称之为玻恩-奥本海默近似或称核固定近似。其要点为:

(1)将固体整体平移、转动(外运动)和核的振动运动(外运动)分离出去;

(2)考虑电子运动时,以固体质心作为坐标系原点,并令其随固体整体一起平移和转动,同时令各原子核固定在他们振动运动的某一瞬间位置上;

光的散射的意义?

1、经典物理:散射是一种非直线的弹性碰撞。光或粒子与原子发生碰撞,受到原子的力的作用,改变运动方向,发生散射。

2、量子理论:散射是原子的一种受激辐射。原子吸收了电磁波(如光波)或其他粒子的能量,低能级的电子发生跃迁,进入较高能级,即激发态。激发态很不稳定,很容易跃迁回低能级,同时放出新的能量。

如何理解当波长较短的x射线入射时,产生老公普顿效应,当波长较长的可见光或紫光入射时,产生光电效应?

波长越短,能量越高,使电子能够跃迁,再次跃迁,放出光子,得到光电方程,但用爱因斯坦

解释光子说才能解释。

射线方向和强度的分布,根据能量守恒和动量守恒,考虑到相对论效应,得散射波长为:

即Δλ=λ-λ0=(2h/mc)sin^2(θ/2)

△λ为入射波长λ0与散射波长λ之差,h为普朗克常数,c为光速m为电子的静止质量,θ为散射角。

这一简单的推理对于现代物理学家来说早已成为普通常识,可是,康普顿却是得来不易的。这类现象的研究历经了一、二十年、才在1923年由康普顿得出正确结果,而康普顿自己也走了5年的弯路,这段历史从一个侧面说明了现代物理学产生和发展的不平坦历程。

从上式可知,波长的改变决定于θ,与λ0无关,即对于某一角度,波长改变的绝对值是一定的。入射射线的波长越小,波长变化的相对值就越大。所以,康普顿效应对γ射线要比X射线显著。历史正是这样,早在1904年,英国物理学家伊夫(A.S.Eve)就在研究γ射线的吸收和散射性质时,首先发现了康普顿效应的迹象。镭管发出γ射线,经散射物散射后投向静电计。在入射射线或散射射线的途中插一吸收物以检验其穿透力。伊夫发现,散射后的射线往往比入射射线要"软"些。(A.S.Eve,Phil.Mag.8(1904)p.669.)

到此,以上就是小编对于举例量子力学中的散射的问题就介绍到这了,希望介绍举例量子力学中的散射的3点解答对大家有用。

抱歉,评论功能暂时关闭!