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4.9 Zweiteilchenproblem


H = $\displaystyle {p_1 \over 2 m_1}$ + $\displaystyle {p_2 \over 2 m_2}$ + V(r1 - r2)   Hamilton-Operator (64)
mit r = r1 - r2 und R = $\displaystyle {m_1 r_1 + m_2 r_2 \over
m_1 + m_2}$   Substitution (65)
$\displaystyle \Rightarrow$ H = - $\displaystyle {\hbar^2 \over 2 M}$$\displaystyle \nabla_{R}^{2}$ - $\displaystyle {\hbar^2 \over 2
\mu}$$\displaystyle \nabla_{r}^{2}$ + V(r)   Zentralkoordinaten (66)
$\displaystyle \Psi$(R, r, t) = $\displaystyle \Phi$(R)$\displaystyle \psi$(r)exp$\displaystyle {-{i \over \hbar} E_{CM} + E t}$   Separation der Anteile (67)

Der Schwerpunkt wird als freies Teilchen der Masse M beschrieben, der zweite Teil der Schr”dingergleichung beschreibt die Relativbewegung der Teilchen im Potential V(r). Obiges gilt ohne Bercksichtiung des Spins! Fr Systeme mit Spins setzt sich das Gesamtdrehmoment aus der Kopplung der Einzelmomente zusammen.

Identische Teilchen (z. B. Elektronen) setzen voraus, daá der Hamilton-Operator unter Teilchenvertauschung symetrisch ist, d. h. er mit dem Teilchenvertauschungsoperator kommutiert. Auáer fr den Fall N=2 vertauschen nicht alle N! Permutationen miteinader, d. h. die Eigenfunktionen des Hamilton-Operators sind nicht notwendig die Eigenfunktionen aller N! Vertauschungsoperatoren. Es existieren aber zwei ausgezeichnete Zust„nde, fr die das der Fall ist: Der total symmetrische und der total antisymmetrische Zustand. Es gilt [P,H] $ \Rightarrow$ P ist eine konstante der Bewegung, d. h. die Symmetrie eines Teilchensystems bleibt erhalten.


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Alexander Wagner
2000-04-15