作者Frobenius (▽.(▽×▽φ)=0)
看板Physics
标题Re: [问题] 关於Sommerfeld使用相对论的能量修正而造成的精细结构
时间Fri Jan 18 17:58:20 2013
※ 引述《Frobenius (▽.(▽×▽φ)=0)》之铭言:
: http://tinyurl.com/3xjmo26 (请先开这网址再开下列网址就可看到公式)
: 在吴大猷理论物理的第二册
: 量子论与原子结构的甲部第五章 P57 ~ P58
: http://tinyurl.com/29vubyc
: 之後从 P58 的 ( V-18 ) 推到 ( V-19 ) 中间好像跳过一大串过程
: 不晓得要怎麽去推导到这个结果
: 书上的 ( V-19 ) 没有 -1/2 次方,电子书上有 -1/2 次方
: 已验证过有 -1/2 次方没错
: 然後令 m0 c^2 = 2R/α^2 代入 ( V-19 ) 泰勒展开来推得 ( V-20 )
: 引用 n = nr + k 推得 ( V-21 )
: 发现其实书上跟电子书上都印错
: 3 n 3 n
: + - ( - ) 的地方应该改为 - - ( - )
: 2 k 2 k
: 习题1 分母的 1 + εsinφ 应该更正为 1 + εcosφ (书上跟电子书上都印错)
: 习题1 与 习题2 会用到的积分推导方法:
: 只需要微积分的基础
: http://tinyurl.com/23tbeqb
: 需要留数积分的基础
: http://tinyurl.com/2bsy3b8
: 习题3 的答案只要代入下列公式就求出答案
: ____________
: 椭圆轨道修正的偏心率:ε = √1 - (k/n)^2
: 椭圆轨道修正 + 特殊相对论修正的偏心率:
: ____________________________________________________________
: ε = √1 - ( k^2 - α^2 Z^2 ) / [ n - k + √( k^2 - α^2 Z^2 ) ]^2
: rel
: Limit ε = ε
: α→0 rel
: 主要的问题是 " P58 的 ( V-18 ) 推到 ( V-19 ) 中间好像跳过一大串过程 "
: 希望有人可以帮我解决这个问题^^
的确跳过一大串过程
将 (V-5)、(V-17) 代回 (V-12) 或 P57第二式之前式,整理後可得
2
2 Pφ
Pr + ──
r^2
hbar^2 k^2 2 2 2 2 2
= ─────── [ 1 + ε γ + 2ε cosγφ + ε (1 - γ ) cos γφ ] (a)
a^2 (1-ε^2)^2
再由 (V-14)、(V-15)、(V-17) 比较可得等式如下
E 2 2 2 hbar^2
Z ( 1 + ─── ) a ( 1 - ε ) = k γ ─── (b)
m0 c^2 m0 e^2
2 2 Z^2 2 2 2 2 2
γ = 1 - α ── => k γ = k - α Z (c)
k^2
将 (b)、(c)、(V-16)、(V-17) 代回 (V-12) 或 P57第二式之後式,整理後可得
2 2
Z e 1 Z e 2
2m0 ( E + ── ) + ── ( E + ── )
r c^2 r
hbar^2 k^2 2 2 2
= ─────── [ 1 + □ + 2ε cosγφ + ε (1 - γ ) cos γφ ] (d)
a^2 (1-ε^2)^2
在此
2 4
γ γ 1 2 2
□ = ─── - ─── ──────── = ε γ ( 比较 a 式 与 d 式 )
1-γ^2 1-γ^2 E 2
( 1 + ─── )
m0 c^2
将上式两边同乘以 (1-γ^2)/γ^4,整理後可得
E 2 1
( 1 + ─── ) = ───────────
m0 c^2 2 1 2
ε + ── ( 1 - ε )
γ^2
E 2 1 2 -1/2
1 + ─── = ± [ ε + ── ( 1 - ε ) ]
m0 c^2 γ^2
由於电子的能量 E 为负数且其绝对值的数量级远小於 m0 c^2 的数量级,故取正号
E 2 1 2 -1/2
1 + ─── = [ ε + ── ( 1 - ε ) ] (e)
m0 c^2 γ^2
最後将 (c)、(V-18) 代入 (e),整理後可得 (V-19)
另外将 (V-19) 的後式对 αZ 泰勒展开後
再将 m0 c^2 化为 2R/α^2 推得 ( V-20 )
引用 n = nr + k 推得 ( V-21 )
果然书上跟电子书上都印错
3 n 3 n
+ - ( - ) 的地方应该更正为 - - ( - )
2 k 2 k
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电子Dirac 方程式:
[c(α.p) + β m0 c^2 + V( r )]Ψ = i hbar ∂Ψ/∂t
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◆ From: 118.168.86.110
※ 编辑: Frobenius 来自: 118.168.86.110 (01/18 18:20)
1F:推 yyc2008:辛苦推 01/18 19:51