反對稱(chēng)波函數(antisymmetrical wage funrtion)是一種滿(mǎn)足反對稱(chēng)性的波函數。對于電子體系而一言,波函數對于電子坐標的交換必須是反對稱(chēng)的,否則計算得到的結果并不能正確地反映電子間的費米相關(guān),即相同自旋取向的電子的運動(dòng)是相互制約的這個(gè)事實(shí)。利用斯萊特行列式波函數或用反對稱(chēng)化算符作用在試探函數上就可得到反對稱(chēng)波函數。

簡(jiǎn)介

對于在一級近似下能夠用獨立粒子運動(dòng)來(lái)描述的體系,例如原子核或者電子氣,波函數常常能夠方便地表示成如下形式乘積波函數的線(xiàn)性疊加,

或者用態(tài)矢標記法,表示成

其中量子數 ν 是標記單粒子軌道的一組完全集,例如nljmm。粒子的坐標,包括自旋和同位旋變量,用 x 標記。

因為核子是費密子,對于任何一對核子坐標的交換,波函數必須是反對稱(chēng)的。這就意味著(zhù),分量(1)式總是以一種確定的組合方式與其分量一起出現,而其他那些分量是把A個(gè)不同粒子,在A(yíng)個(gè)軌道中重新進(jìn)行分布得來(lái)的。對于每一個(gè)組態(tài),這樣的分量共有A!個(gè),而反對稱(chēng)組合能夠表成 Slater行列式,

所以,在單粒子運動(dòng)的基礎上對費密子多體系所做的任何描述,都以這種行列式作為其基本元素。

只須列舉出占據的軌道,而無(wú)須計及這些粒子在這些軌道中如何分布,就足以完備地表征反對稱(chēng)波函數

(3)式。因而反對稱(chēng)態(tài)的集合可以稱(chēng)為填充數表象,粒子交換下的反對稱(chēng)性意味著(zhù),這個(gè)態(tài)對于交換任何兩個(gè)被占據的單粒子軌道也是反對稱(chēng)的。這樣的交換導致行列式的兩列互相對換,因而使態(tài)乘以-1。例如,我們有

波函數概念

波函數是量子力學(xué)中描寫(xiě)微觀(guān)系統狀態(tài)的函數。在經(jīng)典力學(xué)中,用質(zhì)點(diǎn)的位置和動(dòng)量(或速度)來(lái)描寫(xiě)宏觀(guān)質(zhì)點(diǎn)的狀態(tài),這是質(zhì)點(diǎn)狀態(tài)的經(jīng)典描述方式,它突出了質(zhì)點(diǎn)的粒子性。由于微觀(guān)粒子具有波粒二象性,粒子的位置和動(dòng)量不能同時(shí)有確定值(見(jiàn)測不準關(guān)系),因而質(zhì)點(diǎn)狀態(tài)的經(jīng)典描述方式不適用于對微觀(guān)粒子狀態(tài)的描述,物質(zhì)波于宏觀(guān)尺度下表現為對幾率波函數的期望值,不確定性失效可忽略不計。

波函數是概率波。其模的平方代表粒子在該處出現的概率密度。

既然是概率波,那么它當然具有歸一性。即在全空間的積分。

然而大多數情況下由薛定諤方程求出的波函數并不歸一,要在前面乘上一個(gè)系數N,即把它帶入歸一化條件,解出N。至此,得到的才是歸一化之后的波函數。注意N并不唯一。波函數具有相干性,具體地說(shuō),兩個(gè)波函數疊加,概率并非變成

倍,而是在有的地方變成

倍,有的地方變成

,具體取決于兩個(gè)波函數的相位差。聯(lián)想一下光學(xué)中的楊氏雙縫實(shí)驗,不難理解這個(gè)問(wèn)題。