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文档简介

角动量算符的矩阵元角动量算符的矩阵元

取|j,m>为归一化的,则因而故取c±为实数,有:类似地J±的矩阵元为而由Jx=(J++J-)/2,Jy=(J+-J-)/2i可定出Jx和Jy的矩阵元对绕转Φ角的转动R,转动算符的矩阵元为

(D在不同j之间的矩阵元为零)这些矩阵元有时称Wigner函数。由形成的(2j+1)x(2j+1)矩阵称为D(R)的(2j+1)维的不可约表示。即对一般的转动,D可按不同j而成分块对角化形式,且每一块不可用任何基而进一步划分为更小的块对角化形式,即D(R)=,1.由任一确定j所表征的转动矩阵形成一个群

a)有单位矩阵(无转动),b)逆(绕同轴转-Φ角),c)乘积也是成员,其中乘积R1R2表示单一转动;d)结合律也满足。2.幺正性:3.是|jm>经R转动后在|jm’>态中找到的几率振幅:对用Euler角表征的转动,有可见只要求出则可得到例如对j=1/2,对j=1,d(1)是3x3矩阵.利用Jy=(J+-J-)/2i及J±的矩阵元可知:可以验证:利用级数展开,可知从而得到类似方法可给出d(j>1)(β),只是过程比较复杂.以后将介绍简便获得d(j)的方法。1.CG系数组成正交矩阵:2.CG系数有递推关系:除符号约定外,上述关系完全确定了CG系数由递推关系联系的CG系数j1=l,j2=S=1/2;j=l±1/2(l>0)或j=1/2(l=0).讨论j=l+1/2情形。由递推关系:即结合得耦合态的展开:选相位约定定义:该函数是L2,S2,J2和Jz的本征函数由L•S=(1/2)(J2-L2-S2),知自旋球谐函数也是L•S的本征函数,本征值为:考虑由角动量本征值为j1的本征矢为基的转动算符D(j1)(R)和相应定义的D(j2)(R),其直积是可约的,在合适基矢下有如下矩阵表示:采用群论的记号,即由于得两转动矩阵元的乘积与直积矩阵矩阵元的联系:由于,Jx、Jy是厄米算符,其任意态的期待值为实数,故a-b2≥0对给定a,b有上限bmax和下限bmin,且J+|a,bmax>=0,J-|a,bmin>=0.由得,类似有bmin=-bmax由bmin和bmax的唯一性知,J+作用于|a,bmin>有限次数应能达到|a,bmax>,故记Jz的最大本征值为,则j=n/2为整数或半整数,而J2的本征值为。Jz的本征值一般为,其中-j≤m≤j,共有2j+1个可能值

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