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2.有简并的情况

当有简并时, 。如果没有其它条件,这 个简并的波函数的选择并不是惟一的,一般来说,它们也不一定是正交的。但是,总可以把它们重新线性组合,使之满足正交归一化条件。为此,利用 构造一组新的波函数

              (4.2.7)

再用算符 从左作用上式两端,得

                (4.2.8)

说明 仍然是算符 的属于本征值 的本征波函数。选择系数 使 具有正交、归一性,即

                            (4.2.9)

由于,系数 的个数为 ,而满足的条件数为 ,即待定系数个大于方程的个数,所以,方程必有解,且有多组解。

利用施密特(Schmidt)方法可以将一组波函数化为正交归一化的波函数。施密特正交归一化方法的基本步骤是:

 首先,选取一个态矢,例如, ,求出其归一化的表示

                                    (4.2.10)

其次,构造

                                  (4.2.11)

利用 正交的要求

                         (4.2.12)

得到

                                  (4.2.13)

此外,还要求 是归一化的,即

            (4.2.14)

于是可以求出 ,进而得到

    然后,再构造

                     (4.2.15)

利用其与 的正交条件及归一化条件确定 ,如此做下去,直至将全部本征矢变换完毕,则 就是已经正交归一化的简并波函数。

这样,简并本征态的正交归一化条件为

                         (4.2.16)

   当有简并时,就意味着仅这一个算符不能将态完全确定下来,必须引入另外的算符才能将态完全确定下来(即后面要讲到的力学量完全集)。这些算符的共同本征函数自动满足正交性。

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