庫侖算符

庫侖算符

庫侖算符 是以夏爾·奧古斯丁·庫侖的名字命名的,是一個在量子化學領域中經常使用的量子力學算符。

簡介


庫侖算符是以夏爾·奧古斯丁·庫侖的名字命名的,是一個在量子化學領域中經常使用的量子力學算符。特別地,庫侖算符時哈特里-福克算符的一部分。

定義


庫侖算符被定義為:
庫侖算符
庫侖算符
其中
庫侖算符
庫侖算符
是單電子與電子“j”之間的排斥作用,
f(1)是庫侖算符所作用的單電子波函數
庫侖算符
庫侖算符
是電子“j”的單電子波函數,
庫侖算符
庫侖算符
是電子1與電子2之間的距離。

算符


在物理學里,算符(operator),又稱 運算元,作用於物理系統的狀態空間,使得物理系統從某種狀態變換為另外一種狀態。這變換可能相當複雜,需要用很多方程來表明,假若能夠使用算符來代表,可以更為簡單扼要地表達論述。
對於很多案例,假若作用的對象有所迥異,算符的物理行為也會不同;但是,對於有些案例,算符的物理行為具有一般性,這時,就可以將論題抽象化,專註於研究算符的物理行為,不必顧慮到狀態的獨特性。這方法比較適用於一些像對稱性守恆定律的論題。因此,在經典力學里,算符是很有用的工具。在量子力學里,算符為理論表述不可或缺的要素。
對於更深奧的理論研究,可能會遇到很艱難的數學問題,算符理論(operator theory)能夠提供高功能的架構,使得數學推導更為簡潔精緻、易讀易懂,更能展現出內中物理涵意。
一般而言,在經典力學里的算符大多作用於函數,這些函數的參數為各種各樣的物理量,算符將某函數映射為另一種函數。這種算符稱為“函數算符”。在量子力學里的算符稱為“量子算符”,作用的對象是量子態。量子算符將某量子態映射為另一種量子態。

參見


• 哈密頓算符
• 交換算符