近似方法
定態微擾理論
定態微擾理論處理的是額外擾動為靜態的情形——它被打開後就一直保持著,不隨時間改變。我們從一個其定態與能級都已精確已知的系統出發,再問:往能量算符上添加一份固定的微小項,會如何移動這些能級、並重新塑造這些狀態。由於一切都不依賴時間,我們其實只是在尋找新的、略有變化的駐波解。
這套配方逐階給出修正。在最低階,每個狀態的能量移動量等於擾動在未擾動狀態上取的平均值——一個乾淨而直觀的結果。狀態本身也會彎折,摻入一點其他未擾動狀態,其權重取決於擾動把它們聯繫得有多強,並除以它們能量相距多遠。每提高一階,就把能量與狀態都進一步精細化。
這是學生最先遇到的版本,也是大量原子與分子物理的根基。它解釋了原子能級在穩定電場或磁場浸潤下如何分裂,以及微小的相對論效應如何輕推光譜線。它的誠實之處恰在那個「除以能隙」:當兩個未擾動狀態處於同一能量時,能隙為零,這個簡單版本便會失靈,從而需要更謹慎的簡併處理。
Eₙ⁽¹⁾ = ⟨n⁽⁰⁾|V|n⁽⁰⁾⟩ (first-order energy shift, static V)
對於靜態擾動,主導的能量移動量不過是它在未擾動狀態上的平均值。
標準公式假定未擾動能級是非簡併的。若有若干狀態共享同一能量,簡單表達式就會發散,你必須先在那個共享子空間內把擾動對角化。
又稱
另見