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廖银江
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玻恩-奥本海默近似(Born-Oppenheimer approximation)也称为定核近似或绝热近似,它基于这样一个事实:电子与核的质量相差极大,当核的分布发生微小变化时,电子能够迅速调整其运动状态以适应新的核势场,而核对电子在其轨道上的迅速变化却不敏感。这种近似是量子化学和凝聚态物理学中的一种常用方法,用于对原子核和电子的运动进行退耦合。大多数的计算化学研究中都隐含使用了这个近似,但其正确性只能靠精确的实验来检验。固体中的电子结构计算要同时考虑电子和原子核,电子的质量要比原子核小得多(Mp/m0~10-10),故其运动速度比后者高若干个数量级,电子处于高速运动中,而原子核只是在它们的平衡位置附近热振动。但当核的位置发生微小变化时,电子能迅速调整自己的运动状态使之与变化后的库仑场相适应。换句话说,电子能绝热于原子核的运动。基于这一特性,Born与Oppenheimer建议可将电子与原子核的运动分开处理,称之为玻恩-奥本海默近似或称核固定近似。其要点为:(1)将固体整体平移、转动(外运动)和核的振动运动(外运动)分离出去;(2)考虑电子运动时,以固体质心作为坐标系原点,并令其随固体整体一起平移和转动,同时令各原子核固定在他们振动运动的某一瞬间位置上;(3)考虑核的运动时不考虑电子在空间的具体分布。这样,通过分离变量就可以写出电子在空间的具体分布。
2022-03-16 15:26:14
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