SU(2)群表示的张量语言
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角动量理论角动量是一个十分重要的物理量,因为在许多情况下,它是守恒量,从而可以作为态的标志之一。
通过它的数值和变化,可以研究微观体系的一些性质和变化规律。
在原子、分子、原子核理论中都会碰到这类问题。
角动量概念最早是从经典力学中提出来的,它的定义是L r p =⨯式中 L 为角动量, r为矢径(它们都是对某定点o 来说的),p 为质点运动的动量。
在量子力学中,我们可以用相同的关系来定义角动量,只是式中各量都以相应的算符来代替,可以用这样一种对易关系来作为角动量的一般定义,即:凡是满足对易关系ˆˆˆQQ i Q ⨯= 的算符 ˆQ都叫做动量算符。
课本第五章讲到轨道角动量。
轨道角动量的引入分为俩种途径:其一是同经典角动量进行类比而引入轨道角动量;其二是在讨论空间转动对称性时引入轨道角动量。
而自旋角动量的引入则是靠假定它与轨道角动量有相同的对易关系以及2z S =±的事实。
对于空间转动,远较平移和反演复杂,课本中则是研究有限转动算符的具体表示、空间转动群及其表示,以及与角动量算符的关系。
在三维位形空间中,取三个单位矢量 123,,e e e ,则矢量r 可写成31i i i r e r ==∑转动后成为31i i i r e r =''=∑现在对r实行转动Q,Q 只作用于矢量,所以由(22.3)式得()i ii i iir Qr Qe r e r ''===∑∑ 先看基矢的转动,利用三维位形空间的完全性关系: 1i iiee =∑有()i i j j i j ji jje Qe e e Qe e Q '===∑∑ij Q 是在基矢 123,,e e e 下的转动矩阵 ()Q =111213212223313233Q Q Q Q Q Q QQ Q ⎛⎫⎪⎪ ⎪⎝⎭再看在同一基矢下新老两个矢量的分量i r '与i r 之间的关系,有:i i j ji i j jiijjr e r e Q r e r '''===∑∑∑ j ji i ir Q r '=∑这是坐标轴不动时矢量在转动变换Q 作用下其分量的改变。
群论复习思考题2006.121. 写出C 4v 对称性群的类、元素的阶及所有不变子群,并证明下述结论:(1) C 4v 的不变子群H 的不变子群K 不一定是C 4v 的不变子群。
(2) C 4v 的不变子群的交集仍是C 4v 的不变子群。
2. 试由⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-0110和⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛00i i 生成一矩阵群。
证明此群为8阶群,分五类,但与C 4v 不同构。
(提示:证明该矩阵群中四阶元有6个,而C 4v 中只有2个)3. 若一群的元素均为2阶,证明它可以是4阶Abel 群。
4. (1)设a 2=b 3=(ab)2=e,由a ,b 生成的群为几阶群?列举两个与其同构的群的例子。
(2)若a ,b 乘积可对易,且a 2=b 3=e,证明a ,b 生成的群定是循环群。
5. 叙述同态核定理,并加以证明。
6. 若G 群是2n 阶的,H 为G 的n 阶子群,则H 必为G 的不变子群。
其商群必为二阶循环群。
7. 若群G=H ⊗K ,试证明(1)商群G/H 与K 同构;(2)群G 的类数等于两因子群类数之积。
8. (1)证明有限群共轭类中所含元素数目也是群阶的因子。
(2)证明置换群S n 中属于同一配分的各种可能置换元素属于同一类。
9.(1)设a,b,c 为群元,试证 abc,bca,cab 同阶。
(2)证明下列循环积恒等式:()()()()y b X a y Xb a ab =10.证明在适当的基函数下,群G 可约表示的形式是()()()()()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=A D A X O A D A D 21其中()()A D 1和()()2D A 分别是m 阶和n 阶方阵; ()A X 是n 行m 列的矩阵,而O 是m 行n 列的零矩阵。
(提示:采用行矢量基矢,()00,1,0,0 i i =ϕ )11.(1)在R 3空间中,平移用a T 表示。
定义为a r r r T a-==',求平移算符a J 的形式。