Файл: Левитов Л.С. Шитов А.В. Функция Грина Задачи с решениями (2002).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.06.2024
Просмотров: 828
Скачиваний: 1
362 змбœб 12. впъпойъбгйс й мбффйоцетпœулбс цйдлпуфш
Ë −p0. фБЛПЗП ТПДБ УППВТБЦЕОЙС Й УМХЦБФ ПУОПŒПК ДМС ŒЩВПТБ РТЕДУФБŒМЕОЙС (12.8) ПРЕТБФПТБ j(k) Œ ŒЙДЕ УХННЩ ĂРТБŒПЗПĄ Й ĂМЕŒПЗПĄ ПРЕТБФПТПŒ РМПФОПУФЙ (12.9), Б ФБЛЦЕ ŒУЕИ ОЙЦЕУМЕДХАЭЙИ НБОЙРХМСГЙК У j1;2(k).
тБУУНПФТЙН ЛПННХФБГЙПООЩЕ УППФОПЫЕОЙС ДМС ŒŒЕДЕООЩИ ПРЕТБФПТПŒ. жХТШЕ- |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЛПНРПОЕОФЩ РПМОПК РМПФОПУФЙ j k) РТПУФП ЛПННХФЙТХАФ: |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
( [j(k); j(k )] = 0 : |
|
|
(12.10) |
||||
б ŒПФ ЛПННХФБФПТЩ j |
|
k |
) É |
|
j |
k |
ОЕФТЙŒЙБМШОЩ. дМС РТЙНЕТБ ОБКДЕН |
||||||||
|
|
1( |
|
|
2( |
|
) |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
+ |
|
|
p |
k |
k |
+ |
|
[j1(k); j1(k )] = |
L p>0 ap−k=2ap+k +k=2„ |
+ 2 + |
2 |
− ap−k −k=2ap+k=2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
k |
|
|
1 |
p |
ap+−q ap+q |
„ |
k |
|
k |
|||
|
|
ׄ p − |
2 |
− 2 |
= L |
p + 2 |
− „ p − 2 ; (12.11) |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ÇÄÅ q = 1 |
(k+k ). ъБНЕФЙН, ЮФП ТБЪОПУФШ „ ЖХОЛГЙК ПЗТБОЙЮЙŒБЕФ ПВМБУФШ ЙЪНЕОЕОЙС |
||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
p УМЕДХАЭЙН ПВТБЪПН: |p| < k=2. œ ФП ЦЕ ŒТЕНС, РТЙ ЙОФЕТЕУХАЭЙИ ОБУ НБМЩИ |k| p0 РТБЛФЙЮЕУЛЙ ŒУЕ УПУФПСОЙС, ДБАЭЙЕ ŒЛМБД Œ УХННХ (12.11), ОБИПДСФУС ЗМХВПЛП РПД ХТПŒОЕН жЕТНЙ. рПЬФПНХ ЕУФЕУФŒЕООЩК ЫБЗ | ЪБНЕОЙФШ Œ (12.11) РТПЙЪŒЕДЕОЙС ПРЕТБФПТПŒ a+p1 ap2 ОБ ЙИ УТЕДОЙЕ ЪОБЮЕОЙС a+p1 ap2 = 2ıLn(p1)‹(p1 − p2), ÇÄÅ n(p1) | ЖЕТНЙЕŒУЛПЕ ТБУРТЕДЕМЕОЙЕ. уДЕМБŒ ФБЛХА ЪБНЕОХ, РПМХЮБЕН
[j1 |
(k); j1(−k )] = ‹kk |
|
2p0 sign k; |
|k| |
> 2p0 |
. |
(12.12) |
|
|
|
k; |
k |
< 2p0 |
, |
|
|
|
| | |
|
|
|
бОБМПЗЙЮОП ŒЩЮЙУМСЕН ПУФБМШОЩЕ ЛПННХФБФПТЩ. лБЛ ХЦЕ ПФНЕЮБМПУШ, ОБУ ЙОФЕТЕ-
УХАФ НБМЩЕ k; k p0. рТЙ ЬФПН ХУМПŒЙЙ ОБИПДЙН |
|
|
|
||||||||||
[j1 |
(k); j1 |
( |
− |
k )] = k ‹kk ; |
[j2 |
(k); j2 |
( k )] = |
k ‹kk ; |
(12.13) |
||||
j |
|
k |
; j |
|
k |
|
: |
|
|
− |
− |
|
|
( |
(− |
)] = 0 |
|
|
(12.14) |
||||||||
[ 1 |
) |
2 |
|
|
|
|
|||||||
éÚ ŒÙŒÏÄÁ ÑÓÎÏ, ÞÔÏ ÜÔÉ |
ŒЩТБЦЕОЙС ЕУФШ ТЕЪХМШФБФ РТЙВМЙЦЕОЙС, РТЕОЕВТЕЗБАЭЕЗП |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЙЪНЕОЕОЙЕН УПУФПСОЙК ЮБУФЙГ ЗМХВПЛП РПД ХТПŒОЕН жЕТНЙ.
пФНЕФЙН, ЮФП Œ ЛППТДЙОБФОПН РТЕДУФБŒМЕОЙЙ ЛПННХФБГЙПООЩЕ УППФОПЫЕОЙС
(12.13), (12.14) РТЙОЙНБАФ ŒЙД |
|
|
|
[jj (x); jl(x )] = ± |
1 |
‹jl‹ (x − x ) ; (‹ (x) ≡ @x ‹(x)) ; |
(12.15) |
2ıi |
ЗДЕ РПМПЦЙФЕМШОЩК ЪОБЛ УППФŒЕФУФŒХЕФ РТБŒЩН ЮБУФЙГБН, Б ПФТЙГБФЕМШОЩК | МЕŒЩН. уППФОПЫЕОЙЕ ФБЛПЗП ŒЙДБ ОБЪЩŒБАФ БОПНБМШОЩН ЛПННХФБФПТПН ыŒЙОЗЕТБ.
ъБНЕОБ ПРЕТБФПТПŒ Œ РТБŒПК ЮБУФЙ ЛПННХФБГЙПООЩИ УППФОПЫЕОЙК ОБ УЛБМСТЩ, РПЪŒПМСАЭБС РЕТЕКФЙ ПФ (12.11) Л (12.13), (12.14), СŒМСЕФУС ГЕОФТБМШОЩН РХОЛФПН ФЕПТЙЙ фПНПОБЗЙ. иПФС ОБ РЕТŒЩК ŒЪЗМСД ФБЛПЗП ТПДБ РТЙВМЙЦЕОЙЕ НПЦЕФ РПЛБЪБФШУС НБМППВПУОПŒБООЩН, ФЕН ОЕ НЕОЕЕ ВЩМП ŒЩСУОЕОП, ЮФП РТЙВМЙЦЕОЙЕ фПНПОБЗЙ
12.3. нпдемш фпнпобзй |
363 |
Œ ФПЮОПУФЙ УППФŒЕФУФŒХЕФ РЕТЕИПДХ ПФ НЙЛТПУЛПРЙЮЕУЛПЗП ПРЙУБОЙС Л ЗЙДТПДЙОБНЙЮЕУЛПНХ, Й РПЬФПНХ ОБ НБУЫФБВБИ, НОПЗП ВПМШЫЙИ УТЕДОЕЗП ТБУУФПСОЙС НЕЦДХ ЬМЕЛФТПОБНЙ, ПОП ŒУЕЗДБ СŒМСЕФУС ФПЮОЩН 4.
пЛБЪЩŒБЕФУС ХДПВОЩН ŒЩТБЪЙФШ ПРЕТБФПТЩ РМПФОПУФЙ РТБŒЩИ Й МЕŒЩИ ЮБУФЙГ j1;2(k) ЮЕТЕЪ ВПЪЕŒУЛЙЕ ПРЕТБФПТЩ. оБЙВПМЕЕ ЕУФЕУФŒЕООП ŒЩВТБФШ bk É b+k У k > 0 ДМС РТБŒЩИ ЮБУФЙГ, Й У k < 0 ДМС МЕŒЩИ ЮБУФЙГ:
j1 |
(x) = k>0 –k L bk eikx + bk+e−ikx |
; |
j2 |
(x) = k<0 –k L bk eikx + bk+e−ikx |
; (12.16) |
||
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
ÇÄÅ –k = (2ı=|k|L)1=2. пРТЕДЕМЕОЙЕ (12.16) УПЗМБУПŒБОП У ЛПННХФБГЙПООЩНЙ УППФОПЫЕОЙСНЙ (12.13), (12.14). йУРПМШЪХС (12.13) Й (12.14) ОЕФТХДОП РПМХЮЙФШ ЛБОПОЙЮЕУЛЙЕ ЛПННХФБГЙПООЩЕ УППФОПЫЕОЙСН НЕЦДХ ПРЕТБФПТБНЙ bk É b+k , РТЙЮЕН ОПТНЙТПŒЛБ Œ (12.16) ФБЛПŒБ, ЮФП [bk ; b+k ] = 2ıL‹kk .
12.3. нПДЕМШ фПНПОБЗЙ
нЩ ŒŒЕДЕН РТЕПВТБЪПŒБОЙЕ ВПЪПОЙЪБГЙЙ ОБ РТЙНЕТЕ ЪБДБЮЙ, ДМС ТЕЫЕОЙС ЛПФПТПК, УПВУФŒЕООП ЗПŒПТС, ЬФП РТЕПВТБЪПŒБОЙЕ Й ВЩМП ŒРЕТŒЩЕ РТЕДМПЦЕОП. тБУУНПФТЙН ПДОПНЕТОХА УЙУФЕНХ ŒЪБЙНПДЕКУФŒХАЭЙИ ВЕУУРЙОПŒЩИ ЖЕТНЙПОПŒ:
|
1 |
|
|
1 3 2+ |
4 |
|
|
|
H = |
L |
‰(p)ap+ap + |
2L2 |
Vp1−p2 ap+1 ap2 ap+3 ap4 ; |
(12.17) |
|||
|
|
p |
|
p +p =p p |
|
|
|
|
ÇÄÅ ‰(p) = (p2 − p02)=2m. ъДЕУШ Vk = |
V (r)e−ikr dr | ЖПТНЖБЛФПТ РПФЕОГЙБМБ ŒЪБЙ- |
|||||||
НПДЕКУФŒЙС. тБУУНПФТЙН УМХЮБК, |
ЛПЗДБ ТБДЙХУ ŒЪБЙНПДЕКУФŒЙС r |
|
НОПЗП ВПМШЫЕ p−1. |
|||||
|
|
|
0 |
|
0 |
рТЙ ЬФПН ЖПТНЖБЛФПТ Vk ЛБЛ ЖХОЛГЙС k ВЩУФТП УРБДБЕФ РТЙ k ≈ r0−1 p0. лБЛ ŒУЕЗДБ, ОБУ ЙОФЕТЕУХАФ ФПМШЛП УПУФПСОЙС ŒВМЙЪЙ ХТПŒОС жЕТНЙ, Ф. Е. РТЙ pi ≈ ±p0.
мЕЗЛП ŒЙДЕФШ, ЮФП РТЙ ЬФЙИ ХУМПŒЙСИ ŒУЕ ŒЪБЙНПДЕКУФŒЙС УŒПДСФУС Л ДŒХН УХЭЕУФŒЕООП ТБЪМЙЮОЩН РТПГЕУУБН ТБУУЕСОЙС, РТЙ ЛПФПТЩИ ДŒЕ ЮБУФЙГЩ, ТБУУЕЙŒБАЭЙЕУС ДТХЗ ОБ ДТХЗЕ, ДŒЙЦХФУС Œ ПДОХ УФПТПОХ ЙМЙ ОБŒУФТЕЮХ ДТХЗ ДТХЗХ. рПЬФПНХ ДПУФБФПЮОП ТБУУНПФТЕФШ ФБЛЙЕ ЛПНВЙОБГЙЙ ЙНРХМШУПŒ:
(1)p1 ≈ p0, p2 ≈ p0, p3 ≈ p0, p4 ≈ p0;
(2)p1 ≈ p0, p2 ≈ p0, p3 ≈ −p0, p4 ≈ −p0
(Й, ЛПОЕЮОП, ПФМЙЮБАЭЙЕУС ЪОБЛПН ŒУЕИ ЙНРХМШУПŒ Й/ЙМЙ РЕТЕУФБОПŒЛПК ЮБУФЙГ). œŒЕДЕН ПВПЪОБЮЕОЙС:
g1(k) ≡ Vk ; g2(k) ≡ V2p0+k ; |
(12.18) |
РТЙЮЕН ВХДЕН УЮЙФБФШ, ЮФП k p0. бНРМЙФХДБ g1(k) ПРЙУЩŒБЕФ РТПГЕУУ ТБУУЕСОЙС ЮБУФЙГ, ОБИПДСЭЙИУС У ПДОПК Й ФПК ЦЕ УФПТПОЩ РПŒЕТИОПУФЙ жЕТНЙ (ТБУУЕСОЙЕ ŒРЕТЕД), Б g2(k) | РЕТЕВТПУ ДŒХИ ЮБУФЙГ У ПДОПК УФПТПОЩ РПŒЕТИОПУФЙ жЕТНЙ ОБ ДТХЗХА ОБŒУФТЕЮХ ДТХЗ ДТХЗХ (ТБУУЕСОЙЕ ОБЪБД).
4рПДТПВОПЕ ПВУХЦДЕОЙЕ ЬФЙИ ŒПРТПУПŒ НПЦОП ОБКФЙ Œ ТБВПФЕ: F. D. M. Haldane, J. Phys. C, v. 14, p. 2585 (1981)
366 змбœб 12. впъпойъбгйс й мбффйоцетпœулбс цйдлпуфш
ЪБТСДБ, ФБЛ Й РМПФОПУФЙ УРЙОБ, РТЙЮЕН ЗБНЙМШФПОЙБО ПУФБЕФУС ЛŒБДТБФЙЮОЩН. л УПЦБМЕОЙА, ДЕФБМШОПЕ ЙЪМПЦЕОЙЕ ŒУЕИ УŒСЪБООЩИ У ЬФЙН ŒПРТПУПŒ ХŒЕМП ВЩ ОБУ УМЙЫЛПН ДБМЕЛП. рПЬФПНХ ПЗТБОЙЮЙНУС УУЩМЛПК ОБ ЛОЙЗХ [7], ЗМ. 4, Б ФБЛЦЕ ОБ ПТЙЗЙОБМШОЩЕ ТБВПФЩ 5.
12.4. пФ ВПЪПОПŒ Л ЖЕТНЙПОБН
œБЦОХА ТПМШ Œ ФЕПТЙЙ МБФФЙОЦЕТПŒУЛПК ЦЙДЛПУФЙ ЙЗТБЕФ ПВТБФОПЕ РТЕПВТБЪПŒБОЙЕ ВПЪПОЙЪБГЙЙ, РПЪŒПМСАЭЕЕ ŒЩТБЪЙФШ ЖЕТНЙПООЩЕ ПРЕТБФПТЩ ЮЕТЕЪ ВПЪПООЩЕ (!) Й РПМХЮЙФШ ŒЩТБЦЕОЙЕ ДМС ЖХОЛГЙЙ зТЙОБ ŒЪБЙНПДЕКУФŒХАЭЕК ЖЕТНЙ-УЙУФЕНЩ.
рТЕДУФБŒМЕОЙЕ ЖЕТНЙПООЩИ ПРЕТБФПТПŒ НПЦОП ОБКФЙ, ТБУУНБФТЙŒБС ЛПННХФБГЙПООЩЕ УППФОПЫЕОЙС. рПУЛПМШЛХ ЗБНЙМШФПОЙБО ЪБРЙУЩŒБЕФУС ФПМШЛП ЮЕТЕЪ ПРЕТБФПТЩ РМПФОПУФЙ (12.16), ДПУФБФПЮОП РПУФТПЙФШ ЙЪ ОЙИ ФБЛЙЕ ПРЕТБФПТЩ j+(x), ЮФПВЩ ŒЩРПМОСМЙУШ УФБОДБТФОЩЕ УППФОПЫЕОЙС
[ j (x); l(x )]+ = [ j+(x); l+(x )]+ = 0 ; |
|
[ j+(x); l(x )]+ = ‹jl ‹(x − x ) |
(12.32) |
(j; l = 1; 2). пЛБЪЩŒБЕФУС, УППФОПЫЕОЙС (12.32) НПЦОП РПМХЮЙФШ, ŒЩВТБŒ РТЕДУФБŒМЕОЙЕ ЖЕТНЙПООЩИ ПРЕТБФПТПŒ УМЕДХАЭЙН ПВТБЪПН:
j (x) = Aj e |
x |
|
; |
j |
(x) = Aj e− |
; |
(12.33) |
i’j (x) |
|
+ |
i’j (x) |
|
|
||
’j (x) = 2ı |
|
jj (x )dx ; |
|
(12.34) |
|||
|
−∞ |
|
|
|
|
ЗДЕ ЛПОУФБОФЩ Aj , ЪБŒЙУСЭЙЕ ПФ ХМШФТБЖЙПМЕФПŒПК ПВТЕЪЛЙ ЙОФЕЗТБМБ (12.34), ВХДХФ ПРТЕДЕМЕОЩ РПЪЦЕ. œЩТБЦЕОЙС (12.33) РП ЖПТНЕ ОБРПНЙОБАФ УФТХОХ, ŒПЪОЙЛБАЭХА Œ РТЕПВТБЪПŒБОЙЙ кПТДБОБ{œЙЗОЕТБ (УН. ТБЪД. 1.4). иПФС ОБ РЕТŒЩК ŒЪЗМСД ŒЩТБЦЕОЙС (12.33), (12.34) ŒЩЗМСДСФ ОЕУЛПМШЛП ФБЙОУФŒЕООП, НПЦОП ХВЕДЙФШУС РТСНЩН ŒЩЮЙУМЕОЙЕН, ЮФП ПОЙ РТЙŒПДСФ Л БОФЙЛПННХФЙТХАЭЙН ЖЕТНЙЕŒУЛЙН ПРЕТБФПТБН.
рТПŒЕТЙН ЛПННХФБГЙПООЩЕ УППФОПЫЕОЙС (12.32) НЕЦДХ 1+;2(x) É 1;2(x ). œПУРПМШЪХЕНУС ДМС ЬФПЗП ЙЪŒЕУФОЩН ФПЦДЕУФŒПН вЕКЛЕТБ{иБХУДПТЖБ,
|
|
|
|
eU eV = eU +V +[U;V ]=2 ; |
|
|
|
|
|
(12.35) |
||||
ŒЕТОЩН, ЕУМЙ [U; V ] ЛПННХФЙТХЕФ ЛБЛ У U , ФБЛ Й У V . рМБО ŒЩЮЙУМЕОЙС ЪБЛМАЮБЕФУС Œ |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
ФПН, ЮФПВЩ У РПНПЭША (12.35) РТЕПВТБЪПŒБФШ РТПЙЪŒЕДЕОЙС |
|
j+(x) |
l (x ) É |
j (x) |
l+(x ) |
|||||||||
Л ФБЛПНХ ŒЙДХ, Œ ЛПФПТПН УЙОЗХМСТОПУФШ РТЙ x x ŒЩДЕМЕОБ СŒОЩН ПВТБЪПН. |
||||||||||||||
|
ъБРЙЫЕН ПРЕТБФПТЩ ЖБЪЩ, УФПСЭЙЕ Œ РПЛБЪБФЕМЕ ЬЛУРПОЕОФ (12.33), ЮЕТЕЪ ВПЪПО- |
|||||||||||||
ОЩЕ ПРЕТБФПТЩ: |
−∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
’1(x) = 2ı |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
x |
j1(x )dx = i k>0 |
–k [bk+e−ikx − bk eikx]e−a|k|=2 ; |
(12.36) |
||||||||||
|
|
|||||||||||||
|
’2(x) = 2ı |
−∞ |
j2 |
(x )dx = −i k<0 |
–k [bk e− |
|
− bk e ]e− | | ; |
(12.37) |
||||||
|
|
|
|
|
+ |
ikx |
|
|
ikx |
a k =2 |
|
|
||
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
5 |
A. Luther and V. J. Emery, |
Phys. Rev. Lett., v. 33, p. 589 (1974); A. |
Luther and I. Peschel, Phys. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rev. B, v. 9, p. 2911 (1974).