◆わからない問題はここへ書いてね(はぁと)◆

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927しろうとだけど
>>874@` >>884
これはちょっと難しそうですね。
最初の問題は変数分離できるから、E=n1hν1+n2hν2+1(n1@`n2=0@`1@`2…)
でよいと思いますが、問題は摂動論を使って解く後半ですよね。
まず基底状態は明らかに|0,0>ですが、第1励起状態は|1,0>
として一般性を失わない(a<bを考える。逆ならx,yを入れ替える)のはよいとして、
摂動論の計算に必要なHijを求めるには波動関数を使わないと無理じゃありませんか?
すると、調和振動子の波動関数をあてはめて丹念に計算していろいろな検討をする
必要があってそうとう面倒くさそうです。二次の摂動エネルギーまで取り込むと、

Ek = Ek0 + λHkk + λ^2Σ(n≠k)HknHnk/(En0−Ek0)

ここでHijについて少しだけ簡単になるのは、n次のエルミート多項式が
(積分定数)×(ガウス関数)×(n次多項式)
という形をしていて、かつn次多項式部分はnが偶数のとき偶関数、奇数のとき奇関数
なので、偶関数と奇関数の積の積分が必ず0になるところです。
Ekは言うまでもなく第k順位のエネルギー、Hij=<i|V|j>です。
(ただしここでは状態に通しナンバーorシングルインデックスをつけています)
今実際に求めたいエネルギーは|10>状態ですから、0にならないHijになる
組み合わせとしては、|01>、|21>、|41>…、|03>…などがあります。
(この表示の場合はx、yそれぞれの状態のインデックスの組み合わせです)
この問題がどこまで厳密な回答を求めているのかによりますが、a,bが
よっぽど離れた値でない限りはこのうち<01|状態の影響が最も重要です。
この項だけについて具体的に計算してみますね。

<01|λxy|10>
=∫∫(α/π)^(1/4)E^(-(1/2)αx^2)・2√(1/2√β/π))・E^(-(1/2)βy^2)・√β・y・λxy
 ×2√(1/2√α/π))・E^(-(1/2)αx^2)・√α・x・(β/π)^(1/4)E^(-(1/2)βy^2)dxdy

(ふうっ。教科書丸写しとはいえ相当面倒くさかった。間違っていたらゴメソ)
とても積分できそうに見えないけれど、式の形をよく見るとわかるのはnx=0にあたる
波動関数にxを掛け算すると、定数を除いてnx=1にあたる波動関数と同じになること。
当然n=1の波動関数は規格化されているから、このことを思い出せば定数項だけ注意
すれば計算できそうですよ。やってみてくださいね。(本当にこんなにややこしくていいのか?)