請問如何通俗的去理解量子力學中簡併 Degeneracy 這個概念?

時間 2021-10-31 01:21:39

1樓:蠢萌噠偵探

簡併其實就是「一對多」的意思,簡併度的大小就是「一對幾」的問題。比如統計物理中最愛說的乙個概念叫「非簡併條件」,這裡的簡併指的就是體系有幾個粒子處於同一量子態。通俗點說就像同乙個家庭有幾個孩子,如果有不止乙個,就可以說是「簡併」。

2樓:

手機碼字,寫得亂的話見諒。能問這個問題目測題主不是物理專業的吧,那我就多囉嗦一點。

量子力學中用一組力學量一般是守恆量來標定不同的本徵態,在不含時的情況下能量守恆,所以一般都會有En,n代表不同狀態能量的標記。但實際上通常也會有其他守恆量Am……,m是標定不同狀態A的的標記。這時候就可以用(n,m,s…)來標定不用的狀態。

比如A就是動量P,那(1,2)就是表明這個態是處於能量為E1,動量為P2的態。

鋪墊說完開始說問題,如果乙個體系僅用能量的不同就可以完全區分所有態,也就是僅用乙個(n)就可以標記所有的態,乙個態對應乙個能量,反之亦然,那這個系統就是非簡併的。如果不能,比如在自由空間中正方向P和反方向-P的粒子動能都是P^2,這時候就沒法只用能量去區分這兩個狀態,就得額外引入乙個守恆量動能Pm來繼續區分同一能量下兩個狀態不用的態,(n)就得表示成(n,1)和(n,2)表示乙個+P乙個-P,這裡就隨便對應了。在這種乙個能量En下有g個態,或者說g個不同狀態具有同樣的能量En時,就稱能量En態是簡併的,簡併度就是g。

如果有人問按照這樣套娃下去,En簡併不同的Am,那Am可不可以簡併不同的Bs呢?其實我感覺可以這麼說,但大家預設簡併是能量獨享的,其他的力學量地位太低沒人關心。

想具體了解可以看一下CSO或者CSCO(對易力學量完全集),看完後簡併這個概念自然就明白了。

3樓:WHU的費公尺子

就是乙個厄密算符的本徵值有多個本徵態,這就是簡併。比如乙個能級有個數大於等於兩個的能量本徵態,這時候能級就是簡併的。例如乙個二維無窮深方勢阱:

它的能量本徵值為 ,對應的能量本徵態為 其中 為粒子質量, 為勢阱寬度, 為蒲朗克常數, 均為正整數。可以看出 時,相應的本徵態有 ,所以說該能級是簡併的。

4樓:Xiang

答案就在你的問題中哦

there is more than one eigenfunction that produces that energy

比如,氫原子軌道,有角動量和自旋的簡併。兩個態有不一樣的角動量和自旋,但是有同樣的能量,但它們又是不同的本徵態。這就叫做簡併

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