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: 826
Скачиваний: 1
12.5. ъбдбюй 75 { 82 |
371 |
УППФŒЕФУФŒХЕФ ЙНРХМШУ РПМС. пРТЕДЕМЙФЕ УППФŒЕФУФŒЙЕ НЕЦДХ ЖБЪПК ТБУУЕСОЙС ‹ Й БНРМЙФХДПК РПМС a(x; t).
вПЪПОЙЪПŒБООЩК ЗБНЙМШФПОЙБО ЛŒБДТБФЙЮЕО, Б ЮМЕО, ПРЙУЩŒБАЭЙК ŒЪБЙНПДЕКУФŒЙЕ У РПМЕН a, МЙОЕЕО РП ПРЕТБФПТБН j(k). тБУУНПФТЙФЕ ЬŒПМАГЙА ПУОПŒОПЗП УППРТЕДЕМЙФЕ РЕТЕЛТЩФЙЕ ОБЮБМШОПЗП Й ЛПОЕЮОПЗП УП-
УФПСОЙС РТЙ ŒЛМАЮЕОЙЙ РПМС Й УФПСОЙК. рПМХЮЙФЕ ЖПТНХМХ (12.55).
ъБДБЮБ 79. (лТБК УРЕЛФТБ ТЕОФЗЕОПŒУЛПЗП РПЗМПЭЕОЙС Œ НЕФБММЕ.) рТЙ РПЗМПЭЕОЙЙ НСЗЛЙИ ТЕОФЗЕОПŒУЛЙИ МХЮЕК Œ НЕФБММЕ 11, ЬМЕЛФТПО, РПЗМПФЙŒ ЖПФПО, НПЦЕФ РЕТЕКФЙ У ПДОПК ЙЪ ŒОХФТЕООЙИ ПВПМПЮЕЛ БФПНБ ТЕЫЕФЛЙ Œ УŒПВПДОЩЕ УПУФПСОЙС Œ ЪПОЕ РТПŒПДЙНПУФЙ. рТЙ ЬФПН ОБ ПФДБŒЫЕН ЬМЕЛФТПО БФПНЕ ПУФБЕФУС ДЩТЛБ, ПВМБДБАЭБС РПМПЦЙФЕМШОЩН ЪБТСДПН. ьМЕЛФТПОЩ Œ ЪПОЕ РТПŒПДЙНПУФЙ, Б ФБЛЦЕ ŒЩМЕФЕŒЫЙК ЬМЕЛФТПО, НПЗХФ ТБУУЕЙŒБФШУС ОБ ŒПЪОЙЛЫЕН РТЙ РПЗМПЭЕОЙЙ ЖПФПОБ УФБФЙЮЕУЛПН РПФЕОГЙБМЕ ДЩТЛЙ. рПУЛПМШЛХ ЬФП ТБУУЕСОЙЕ ŒЛМАЮБЕФУС НЗОПŒЕООП, ЬМЕЛФТПОЩ РТПŒПДЙНПУФЙ ЙУРЩФЩŒБАФ ŒУФТСУЛХ, РТЙŒПДСЭХА Л ТПЦДЕОЙА ЬМЕЛФТПО-ДЩТПЮОЩИ РБТ. пЛБЪЩŒБЕФУС, ЮФП ЙНЕООП ЬФБ ДЙОБНЙЛБ ЖЕТНЙ-УЙУФЕНЩ ПРТЕДЕМСЕФ ИБТБЛФЕТ УРЕЛФТБ РПЗМПЭЕОЙС, ЛПЗДБ ЬОЕТЗЙС ŒЩВЙФПЗП ЬМЕЛФТПОБ ВМЙЪЛБ Л EF .
вХДЕН УЮЙФБФШ, ЮФП РПФЕОГЙБМ ТБУУЕСОЙС ОБ ОЕРПДŒЙЦОПК ДЩТЛЕ УЖЕТЙЮЕУЛЙ УЙННЕФТЙЮЕО Й ИБТБЛФЕТЙЪХЕФУС ЖБЪБНЙ ТБУУЕСОЙС ‹l, ЗДЕ l = 1; 2; 3; ::: ОХНЕТХЕФ ЛБОБМЩ У ТБЪМЙЮОЩН ХЗМПŒЩН НПНЕОФПН. рТЕДРПМПЦЙН ФБЛЦЕ, ЮФП ЬМЕЛФТПО, РПЗМПЭБАЭЙК ЖПФПО, РЕТЕИПДЙФ Œ УПУФПСОЙЕ У ХЗМПŒЩН НПНЕОФПН l = j. (еУМЙ ЬМЕЛФТПО ŒЩТЩŒБЕФУС ЙЪ s-УПУФПСОЙС, ФП j = 1 РП РТБŒЙМХ ПФВПТБ ДМС ДЙРПМШОЩИ РЕТЕИПДПŒ.) рПЛБЦЙФЕ, ЮФП УРЕЛФТ РПЗМПЭЕОЙС ЖПФПОПŒ ŒВМЙЪЙ ОЙЦОЕК ЗТБОЙГЩ ЙНЕЕФ УФЕРЕООПЕ РПŒЕДЕОЙЕ:
W (!) (! − !0)˛ ; ˛ = ¸ − 2‹j =ı ; |
(12.56) |
ЗДЕ ŒЕМЙЮЙОБ ¸ ПРТЕДЕМЕОБ ŒЩТБЦЕОЙЕН (12.55), Б РПТПЗ РПЗМПЭЕОЙС !0 = EF + E0 ЕУФШ УХННБ ЬОЕТЗЙЙ ПВТБЪПŒБОЙС ДЩТЛЙ Й ЬОЕТЗЙЙ жЕТНЙ, ПФУЮЙФБООПК ПФ ЬОЕТЗЙЙ УŒСЪЙ ŒЩВЙФПЗП ЬМЕЛФТПОБ.
дŒБ УМБЗБЕНЩИ Œ ŒЩТБЦЕОЙЙ ДМС ˛ ЙЪŒЕУФОЩ ЛБЛ БОДЕТУПОПŒУЛЙК Й НБИБОПŒУЛЙК ŒЛМБДЩ. рТЙ ЬФПН ¸, УПЗМБУОП ЪБДБЮЕ 78, ПРЙУЩŒБЕФ ŒУФТСИЙŒБОЙЕ ЖЕТНЙ-УЙУФЕНЩ РТЙ ŒЛМАЮЕОЙЙ ТБУУЕСОЙС, РТЙŒПДСЭЕЕ Л УМПЦОЩН ОЕХРТХЗЙН РТПГЕУУБН, УŒСЪБООЩН У НОПЦЕУФŒЕООЩН ТПЦДЕОЙЕН ЬМЕЛФТПО-ДЩТПЮОЩИ РБТ. œЛМБД ЦЕ −2‹j =ı ПРЙУЩŒБЕФ ЬЖЖЕЛФ РТЙФСЦЕОЙС ŒЩВЙФПЗП ЬМЕЛФТПОБ ОЕРПДŒЙЦОПК ДЩТЛПК 12. йОФЕТЕУОП, ЮФП, ВМБЗПДБТС ŒФПТПНХ УМБЗБЕНПНХ, ЪОБЛ ˛ НПЦЕФ ПЛБЪБФШУС РТПЙЪŒПМШОЩН. рТЙ ˛ > 0 ОЙЪЛПЬОЕТЗЕФЙЮЕУЛПЕ РПЗМПЭЕОЙЕ РПДБŒМСЕФУС РП УТБŒОЕОЙА У ЙДЕБМШОЩН ЖЕТНЙ-
ЗБЪПН, Б РТЙ ˛ < 0 | ОБПВПТПФ, ХУЙМЙŒБЕФУС.
ъБДБЮБ 80. (жХОЛГЙС зТЙОБ.) тБУУНПФТЙФЕ МБФФЙОЦЕТПŒУЛХА ЦЙДЛПУФШ У ŒЪБЙНПДЕКУФŒЙЕН (12.23), Œ ЛПФПТПН ŒЕМЙЮЙОЩ g1;2(q) ÎÅ ÚÁŒÉÓÑÔ ÏÔ q.
Б) рПМХЮЙФЕ ŒЩТБЦЕОЙС (12.51) ДМС ЖХОЛГЙЙ зТЙОБ (12.50) РТЙ T = 0. В) оБКДЙФЕ ЖХОЛГЙА зТЙОБ РТЙ ЛПОЕЮОПК ФЕНРЕТБФХТЕ T .
11йНЕООП РТЙ ТЕЫЕОЙЙ ЬФПК Й ТПДУФŒЕООПК ЕК ЪБДБЮЙ П ЛБФБУФТПЖЕ ПТФПЗПОБМШОПУФЙ (УН. ЪБДБЮЙ 27 Й 78), ВЩМЙ ŒРЕТŒЩЕ ŒŒЕДЕОЩ УППФОПЫЕОЙС (12.33) НЕЦДХ ВПЪПООЩНЙ Й ЖЕТНЙПООЩНЙ ПРЕТБФПТБНЙ (K. D. Schotte, U. Schotte, Phys. Rev., v. 182, p. 479 (1969)).
12G. D. Mahan, Phys. Rev., v. 163, p. 612 (1967)
372 змбœб 12. впъпойъбгйс й мбффйоцетпœулбс цйдлпуфш
ъБДБЮБ 81. (фХООЕМШОБС РМПФОПУФШ УПУФПСОЙК.) тБУУНПФТЙН ДŒЕ РБТБММЕМШОЩЕ ПДОПНЕТОЩЕ УЙУФЕНЩ A Й B У ФПЮЕЮОЩН ФХООЕМШОЩН ЛПОФБЛФПН НЕЦДХ ОЙНЙ. пВЕ УЙУФЕНЩ СŒМСАФУС МБФФЙОЦЕТПŒУЛЙНЙ ЦЙДЛПУФСНЙ Й ПРЙУЩŒБАФУС ЗБНЙМШФПОЙБОПН (12.23) У ЛПОУФБОФБНЙ ŒЪБЙНПДЕКУФŒЙС g1A;B;2 . зБНЙМШФПОЙБО УЙУФЕНЩ ЙНЕЕФ ŒЙД Htot =
|
Htun = w |
B+(x) A(x)$x=x0 |
+ h:c: ; |
(12.57) |
HA + HB + Htun, РТЙЮЕН |
|
$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
$ |
|
|
ЗДЕ w | БНРМЙФХДБ ФХООЕМЙТПŒБОЙС. рТЙ ЪБРЙУЙ (12.57) РТЕДРПМБЗБЕФУС, ЮФП ФХООЕМЙТПŒБОЙЕ РТПЙУИПДЙФ Œ НБМПК ПЛТЕУФОПУФЙ ФПЮЛЙ x0.
рПЛБЦЙФЕ, ЮФП РТЙ T = 0 ФХООЕМШОЩК ФПЛ СŒМСЕФУС УФЕРЕООПК ЖХОЛГЙЕК ОБРТСЦЕОЙС ОБ ЛПОФБЛФЕ:
I V ¸AB −1 ; ¸AB = 2(1 + sh2 „A + sh2 „B ) ; |
(12.58) |
ÇÄÅ „A;B УŒСЪБОЩ У ЛПОУФБОФБНЙ ŒЪБЙНПДЕКУФŒЙС g1A;B;2 УППФОПЫЕОЙЕН (12.30). лБЛ НЕОСЕФУС ŒПМШФ-БНРЕТОБС ИБТБЛФЕТЙУФЙЛБ (12.58) РТЙ ЛПОЕЮОПК ФЕНРЕТБФХТЕ T ?
ъБДБЮБ 82. тБУУНПФТЙН ПДОПНЕТОЩЕ ЖЕТНЙПОЩ У ŒЪБЙНПДЕКУФŒЙЕН (12.23). оБКДЙФЕ ЖХОЛГЙА зТЙОБ, РПМШЪХСУШ ФЕПТЙЕК ŒПЪНХЭЕОЙК Й ХТБŒОЕОЙЕН дБКУПОБ. тБУУНПФТЙФЕ ŒЛМБДЩ Œ УПВУФŒЕООП-ЬОЕТЗЕФЙЮЕУЛХА ЮБУФШ ˚("; p) РЕТŒПЗП Й ŒФПТПЗП РПТСДЛБ 13 РП ŒЪБЙНПДЕКУФŒЙА g1;2(q). рПЛБЦЙФЕ, ЮФП РПМХЮЕООПЕ ŒЩТБЦЕОЙЕ ДМС ˚("; p) УПДЕТЦЙФ ТБУИПДЙНПУФШ РТЙ НБМЩИ ", ХЛБЪЩŒБАЭХА ОБ ОЕЖЕТНЙЦЙДЛПУФОПЕ РПŒЕДЕОЙЕ.
12.6. тЕЫЕОЙС
тЕЫЕОЙЕ 75. фЕТНПДЙОБНЙЮЕУЛЙК РПФЕОГЙБМ ПДОПНЕТОПК ВПЪЕ-УЙУФЕНЩ ЙНЕЕФ ŒЙД
˙B = T |
ln 1 − e−"(k)=T |
dk |
; |
(12.59) |
|||
2ıh— |
|||||||
ÇÄÅ "(k) = vF |k|. рЕТЕИПДЙН Л ЙОФЕЗТЙТПŒБОЙА РП x = "(k)=T : |
|
||||||
T |
0 |
|
|
|
dx |
|
|
2 ∞ |
|
1 − e−x |
|
|
|
||
˙B = 2vF |
|
ln |
2ıh— : |
|
(12.60) |
тБЪМБЗБС МПЗБТЙЖН Œ ТСД Й НЕОСС РПТСДПЛ УХННЙТПŒБОЙС Й ЙОФЕЗТЙТПŒБОЙС, РПМХ-
ÞÁÅÍ |
∞ |
1 |
T 2 |
|
T 2 |
|
|||
|
|
|
|
|
˙B = −ıvF n=1 n2 = −“ (2) ıvF h— : |
(12.61) |
13œЩЮЙУМЕОЙЕ ЖХОЛГЙЙ зТЙОБ ПДОПНЕТОПК УЙУФЕНЩ, Œ ЛПФПТПН ХЮФЕОЩ ŒЛМБДЩ ŒУЕИ РПТСДЛПŒ ФЕПТЙЙ ŒПЪНХЭЕОЙК, УПДЕТЦЙФУС Œ ТБВПФЕ: й. е. дЪСМПЫЙОУЛЙК, б. й. мБТЛЙО, цьфж Ф. 65, У. 411 (1973). œ ЬФПК ТБВПФЕ РТПДЕНПОУФТЙТПŒБОП УПŒРБДЕОЙЕ ТЕЪХМШФБФПŒ ŒЩЮЙУМЕОЙК, РТПŒЕДЕООЩИ РП ФЕПТЙЙ ŒПЪНХЭЕОЙК Й У РПНПЭША НЕФПДБ ВПЪПОЙЪБГЙЙ.
12.6. теыеойс |
373 |
пФУАДБ ОБИПДЙН ФЕРМПЕНЛПУФШ C = (ı2=6) T =(ıvF h—).
оБКДЕН ФЕРЕТШ ФЕТНПДЙОБНЙЮЕУЛЙК РПФЕОГЙБМ, РПМШЪХСУШ ЛБОПОЙЮЕУЛЙН ЖЕТНЙ-
ПООЩН РТЕДУФБŒМЕОЙЕН: |
|
|
|
|
|
˙F = −T |
2 |
=2m−—)=T |
dk |
|
|
ln 1 + e−(k |
2ıh— |
: |
(12.62) |
оБУ ЙОФЕТЕУХЕФ ЪБŒЙУСЭБС ПФ ФЕНРЕТБФХТЩ ЮБУФШ ˙F , ЛПФПТБС ПРТЕДЕМСЕФУС УПУФПСОЙСНЙ У ЬОЕТЗЙЕК |"| ≈ T ŒВМЙЪЙ ЖЕТНЙ-РПŒЕТИОПУФЙ. œ ЬФПК ПВМБУФЙ ЬОЕТЗЙК ЪБЛПО ДЙУРЕТУЙЙ НПЦОП МЙОЕБТЙЪПŒБФШ: ‰(k) = ±vF (|k| − p0). фЕРЕТШ ŒЩЮФЕН ЙЪ ŒЩТБЦЕОЙС (12.62) ЕЗП ЪОБЮЕОЙЕ РТЙ T → 0. тЕЪХМШФБФ НПЦОП ЪБРЙУБФШ Œ ŒЙДЕ
4T |
∞ |
|
|
|
d‰ |
|
˙F = − vF |
0 |
ln |
2ıh— : |
(12.63) |
||
|
1 + e−‰=T |
|
лБЛ Й ŒЩЫЕ, ТБЪМБЗБЕН МПЗБТЙЖН Œ ТСД Й НЕОСЕН РПТСДПЛ УХННЙТПŒБОЙС Й ЙОФЕЗТЙ-
ÒÏŒÁÎÉÑ: |
∞ |
( 1)n−1 |
1 |
2T 2 |
|
2T 2 |
|
||||
˙F = −ıvF |
|
−n2 |
= −2 |
“ (2) ıvF h— : |
(12.64) |
|
n=1 |
|
|
|
|
œÉÄÉÍ, ÞÔÏ ˙F = ˙B . ъОБЮЙФ, ФЕРМПЕНЛПУФЙ, ОБКДЕООЩЕ ПВПЙНЙ УРПУПВБНЙ, УПŒРБДБАФ.
тЕЫЕОЙЕ 76. уПУФПСОЙС ЖЕТНЙ-ЗБЪБ У НБМЩНЙ ЬОЕТЗЙСНЙ, ДМС ЛПФПТЩИ УРТБŒЕДМЙŒП РТЕДУФБŒМЕОЙЕ ВПЪПОЙЪБГЙЙ, НПЦОП ТБЪДЕМЙФШ ОБ РТБŒЩЕ Й МЕŒЩЕ, РПУФТПЕООЩЕ, УППФŒЕФУФŒЕООП, ЙЪ РМПУЛЙИ ŒПМО У p ≈ p0 É p ≈ −p0. оЕ ФЕТСС ПВЭОПУФЙ, ПЗТБОЙЮЙНУС ТБУУНПФТЕОЙЕН РТБŒЩИ УПУФПСОЙК. рПУМЕ ФПЗП ЛБЛ УППФŒЕФУФŒЙЕ НЕЦДХ ЛБОПОЙЮЕУЛЙН Й ВПЪПООЩН РТЕДУФБŒМЕОЙСНЙ ВХДЕФ ХУФБОПŒМЕОП ДМС РТБŒЩИ УПУФПСОЙК, ПВПВЭЕОЙЕ ОБ ДТХЗЙЕ УПУФПСОЙС ВХДЕФ ПЮЕŒЙДОП. дМС РТПУФПФЩ ВХДЕН ТБУУНБФТЙŒБФШ ВЕУУРЙОПŒЩЕ ЮБУФЙГЩ.
пДОПЮБУФЙЮОЩЕ УПУФПСОЙС ЖЕТНЙПОПŒ ОБ ЛПМШГЕ ДМЙОЩ L ИБТБЛФЕТЙЪХАФУС ДЙУЛТЕФОЩНЙ ЙНРХМШУБНЙ pj = 2ıj=L, j Z. пУОПŒОПЕ УПУФПСОЙЕ 2jmax + 1 ЮБУФЙГ ЕУФШ УМЬФЕТПŒУЛЙК ДЕФЕТНЙОБОФ |vacf , РПУФТПЕООЩК ЙЪ РМПУЛЙИ ŒПМО У pj , ФБЛЙНЙ ЮФП
|j| jmax.
мЙОЕБТЙЪХС УРЕЛФТ ŒВМЙЪЙ p = pjmax , ОБИПДЙН ЪБЛПО ДЙУРЕТУЙЙ РТБŒЩИ ЮБУФЙГ:
"(j) = ´(j − jmax), ÇÄÅ ´ = 2ıpjmax=mL = 2ıvF =L | ТБУУФПСОЙЕ НЕЦДХ ХТПŒОСНЙ ŒВМЙЪЙ EF . оЙЦЕ ВХДЕФ ХДПВОП ОХНЕТПŒБФШ ПДОПЮБУФЙЮОЩЕ ХТПŒОЙ У РПНПЭША m =
j − jmax. ðÒÉ ÜÔÏÍ "m = m´, РТЙЮЕН Œ ПУОПŒОПН УПУФПСОЙЙ ЪБРПМОЕОЩ ХТПŒОЙ У m 0, Б ХТПŒОЙ У m > 0 РХУФЩ.
рЕТЕКДЕН ФЕРЕТШ Л ТБУУНПФТЕОЙА НОПЗПЮБУФЙЮОЩИ ŒПЪВХЦДЕООЩИ УПУФПСОЙК. лБЦДПЕ ŒПЪВХЦДЕООПЕ УПУФПСОЙЕ ИБТБЛФЕТЙЪХЕФУС ЪБРПМОЕОЙЕН ОЕЛПФПТПЗП ЛПМЙЮЕУФŒБ ПДОПЮБУФЙЮОЩИ УПУФПСОЙК У m > 0 ПДОПŒТЕНЕООП У ПВТБЪПŒБОЙЕН ФПЮОП ФБЛПЗП ЦЕ ЛПМЙЮЕУФŒБ ДЩТПЛ У m 0. œ РТПУФЕКЫЕН УМХЮБЕ, ЛПЗДБ ЙНЕЕФУС ŒУЕЗП ПДОБ РБТБ ЮБУФЙГБ{ДЩТЛБ, УПУФПСОЙС ŒЩЗМСДСФ ФБЛ: m|n = a+man|vacf , ЗДЕ m > 0, n 0, Б ЬОЕТЗЙС Em|n = (m − n)´. рТЙ ЛБЦДПН ЪОБЮЕОЙЙ ЬОЕТЗЙЙ Ek = k´, k = 1; 2; 3; 4; :::, ЙНЕЕФУС ТПŒОП k ФБЛЙИ УПУФПСОЙК.