Чтение онлайн

на главную - закладки

Жанры

Квантовая механика и интегралы по траекториям
Шрифт:

С помощью методов, изложенных в § 5, этот интеграл по траекториям, как и в задаче 3.8, можно свести к произведению двух функций. Наиболее важная из этих функций зависит от классической траектории гармонического осциллятора и содержится в формуле (3.59). Другая функция, зависящая только от временного интеграла, приведена в равенстве (3.60). Эту функцию можно записать как

F(T)

=

0

0

exp

i

h

T

0

m

2

(y^2-^2y^2)

dt

Dy(t).

(3.84)

Мы вычислим этот интеграл, во всяком случае, с точностью до множителя, не зависящего от , способом, который иллюстрирует ещё одну возможность в обращении с интегралами по траекториям. Поскольку все траектории выходят из точки 0 в момент времени t=0 и возвращаются в эту же точку в момент t=T, функцию y(t) можно разложить в ряд Фурье по синусам с основной гармоникой, равной 2/T:

y(t)=

 

n

a

n

sin

nt

T

.

(3.85)

Тогда вместо того, чтобы в каждый момент времени t рассматривать траектории как функции от y, мы можем считать их функциями коэффициентов an. Это есть линейное преобразование, якобиан которого J является постоянной величиной, не зависящей, очевидно, от , m и h.

Конечно, этот якобиан можно вычислить непосредственно. Однако мы избежим здесь этого вычисления, собрав все множители, которые не зависят от (в том числе и J), в одну константу. Точное значение этой постоянной всегда можно найти, поскольку мы знаем её значение F(T)=m/2ihT для =0 (случай свободной частицы).

Интеграл для действия может быть записан через ряды Фурье (3.85). Поэтому член, пропорциональный кинетической энергии, становится равным

T

0

y^2

dt

=

 

n

 

m

n

T

m

T

a

n

a

m

T

0

cos

nt

T

cos

mt

T

dt

=

=

1

2

 

n

n

T

^2

a

^2

n

(3.86)

и аналогично член, пропорциональный потенциальной энергии, становится равным

T

0

y^2

dt

=

1

2

 

n

a

^2

n

(3.87)

Если предположить, что время T разделено на интервалы длины , как это указано в равенствах (2.19), так что имеется лишь конечное число N коэффициентов an, то интеграл по траекториям приобретает вид

F(T)

=

J

exp

N

n=1

im

2h

n

T

^2

– ^2

a

^2

n

x

x

da1

A

da2

A

daN

A

.

(3.88)

Поскольку экспонента может быть разбита на сомножители, то можно порознь вычислить интеграл по каждому из коэффициентов an. В результате такого интегрирования получим

exp

im

2h

n^2^2

T^2

– ^2

a

^2

n

dan

A

=

n^2^2

T^2

– ^2

– 1/2

.

(3.89)

Таким образом, интеграл по траекториям пропорционален произведению

N

n=1

n^2^2

T^2

– ^2

– 1/2

=

N

n=1

n^2^2

T^2

– 1/2

N

n=1

1-

^2T^2

n^2^2

– 1/2

.

(3.90)

Первое произведение справа не зависит от и объединяется с якобианом и другими сомножителями, которые мы собрали в одну постоянную. Второе произведение стремится к пределу [(sin T)/T]– 1/2 , когда N->, т.е. когда ->0. Поэтому

F(T)

=C

Популярные книги

Газлайтер. Том 2

Володин Григорий
2. История Телепата
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
аниме
5.00
рейтинг книги
Газлайтер. Том 2

Любовь Носорога

Зайцева Мария
Любовные романы:
современные любовные романы
9.11
рейтинг книги
Любовь Носорога

Волк 4: Лихие 90-е

Киров Никита
4. Волков
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
5.00
рейтинг книги
Волк 4: Лихие 90-е

Долгие дороги сказок (авторский сборник)

Сапегин Александр Павлович
Дороги сказок
Фантастика:
фэнтези
9.52
рейтинг книги
Долгие дороги сказок (авторский сборник)

Предатель. Вернуть любимую

Дали Мила
4. Измены
Любовные романы:
современные любовные романы
5.00
рейтинг книги
Предатель. Вернуть любимую

Перерождение

Жгулёв Пётр Николаевич
9. Real-Rpg
Фантастика:
фэнтези
рпг
5.00
рейтинг книги
Перерождение

Соль этого лета

Рам Янка
1. Самбисты
Любовные романы:
современные любовные романы
6.00
рейтинг книги
Соль этого лета

Дракон

Бубела Олег Николаевич
5. Совсем не герой
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
9.31
рейтинг книги
Дракон

Титан империи 5

Артемов Александр Александрович
5. Титан Империи
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Титан империи 5

Последний Паладин. Том 2

Саваровский Роман
2. Путь Паладина
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Последний Паладин. Том 2

На границе империй. Том 10. Часть 1

INDIGO
Вселенная EVE Online
Фантастика:
космическая фантастика
попаданцы
5.00
рейтинг книги
На границе империй. Том 10. Часть 1

Внешники

Кожевников Павел
Вселенная S-T-I-K-S
Фантастика:
боевая фантастика
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Внешники

Последний реанорец. Том I и Том II

Павлов Вел
1. Высшая Речь
Фантастика:
фэнтези
7.62
рейтинг книги
Последний реанорец. Том I и Том II

Сломанная кукла

Рам Янка
5. Серьёзные мальчики в форме
Любовные романы:
современные любовные романы
5.00
рейтинг книги
Сломанная кукла