
【化】 Born approximation
favour; grace; kindness
border
【化】 affinity
【醫】 approximation
【經】 approximately
玻恩近似(Born Approximation)是量子力學中用于簡化散射問題計算的重要數學工具,由德國物理學家馬克斯·玻恩(Max Born)于1926年提出。其核心思想是将散射過程視為入射粒子與勢場之間的微擾相互作用,通過逐級展開的方式近似求解薛定谔方程。
定義與數學表達
在散射理論中,玻恩近似将散射振幅表達為勢能函數$V(mathbf{r})$的傅裡葉變換: $$ f(theta) approx -frac{m}{2pihbar} int e^{imathbf{q}cdotmathbf{r}} V(mathbf{r}) dmathbf{r} $$ 其中$mathbf{q}=mathbf{k}_i-mathbf{k}_f$為動量轉移矢量,$theta$為散射角。該公式適用于高能入射粒子或弱相互作用的場景(參考:Born, M. & Wolf, E. 《光學原理》)。
應用領域
物理意義與限制
玻恩近似成立的條件由$frac{|V|}{E} ll 1$決定,其中$E$為入射粒子動能。當勢場強度較大或長程作用顯著時(如庫侖勢),需要引入高階修正(參考:Springer《散射理論手冊》)。該方法通過線性近似保留了波函數相位信息,但忽略了多次散射效應。
玻恩近似是量子力學中處理散射問題的一種重要方法,由物理學家馬克斯·玻恩于1926年提出,屬于微擾理論的應用範疇。以下是其核心要點:
玻恩近似假設入射粒子與散射中心(如原子核)的相互作用勢能遠小于粒子的動能,因此可将勢能視為微擾。通過一階微擾理論,将散射過程描述為入射粒子與勢場的一次性相互作用,從而簡化複雜的量子力學方程求解。
玻恩近似僅在勢能較弱時有效。若勢場強或相互作用複雜(如多次散射),需采用更高階微擾或數值方法。
玻恩近似通過微擾思想将散射問題簡化,成為量子力學中分析弱相互作用體系的重要工具,但其適用性需結合具體物理條件判斷。
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