
【化】 Kramers' theorem
gram; gramme; overcome; restrain
【醫】 G.; Gm.; gram; gramme
mine; thunder
【電】 thunder
silent; tacit; write from memory
this
【化】 geepound
theorem
【化】 theorem
【醫】 theorem
克雷默斯定理(Kramers' Theorem)是量子力學中的重要理論,由荷蘭物理學家亨德裡克·克雷默斯(Hendrik Kramers)于1930年提出。該定理描述了在時間反演對稱性(Time Reversal Symmetry)系統中,自旋為半整數的粒子(如電子)的能級簡并性規律,即每個能級至少存在兩重簡并狀态。這一現象被稱為“克雷默斯簡并”(Kramers Degeneracy),是量子體系對稱性分析的基礎工具之一。
根據定理描述,若哈密頓量$hat{H}$在時間反演操作$hat{T}$下保持不變($hat{T}hat{H}hat{T}^{-1} = hat{H}$),則對于半整數自旋系統,其本征态$psi$與時間反演态$hat{T}psi$必然正交且能量相同,數學表達為: $$ hat{H}psi = Epsi hat{H}(hat{T}psi) = E(hat{T}psi) $$ 這表明系統在無外磁場時,能級簡并不會被完全消除。
克雷默斯定理(Kramers' theorem)是量子力學中的一個重要理論,由荷蘭物理學家亨德裡克·克雷默斯(Hendrik Kramers)提出。該定理主要與時間反演對稱性相關,指出:在具有半整數自旋(如電子)且時間反演對稱的系統中,所有能級至少具有雙重簡并(即每個能級至少對應兩個不同的量子态)。
適用條件
定理適用于滿足以下條件的系統:
簡并性解釋
定理表明,在滿足上述條件時,系統的哈密頓量無法将單個量子态與其時間反演态區分開,導緻能級必然成對出現,無法通過任何微擾消除這種簡并。
數學表達
若時間反演算符為$hat{T}$,哈密頓量為$hat{H}$,則滿足$hat{T}hat{H} = hat{H}hat{T}$時,定理成立。對于半整數自旋系統,$hat{T} = -1$,由此可推導出能級簡并。
盡管提到該定理屬于化學領域,但其核心應用更廣泛存在于物理和材料科學中。若需更深入的數學推導或應用案例,建議參考權威量子力學教材(如《Modern Quantum Mechanics》by J.J. Sakurai)。
艾布勒姆斯氏心反射愛力穗抱薪救火不當令的參數測量測深規成組技術吹管試驗電位滴定儀光化電效應矽線石磚剪紙裝飾加油柱近中切角抗粘劑聯爐流動相硫酸鉀莽撞者馬尿靈膜應力稍微叔碳原子書寫倒錯數字讀出斯特朗-斯科特氣流輸送幹燥器攤排表通道控制命令外部冷卻器微觀的