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克莱布施-戈尔丹系数


克莱布施-戈尔丹系数是用于积分三个球谐函数乘积的数学符号。克莱布施-戈尔丹系数通常出现在量子力学中涉及角动量加法的应用中。如果需要多于三个球谐函数的乘积,则使用称为维格纳 6j 符号维格纳 9j 符号的推广。

克莱布施-戈尔丹系数有多种写法,如 C_(m_1m_2)^j, C_(m_1m_2m)^(j_1j_2j), (j_1j_2m_1m_2|j_1j_2jm), 或 <j_1j_2m_1m_2|j_1j_2jm>。克莱布施-戈尔丹系数在 Wolfram 语言中实现为ClebschGordan[{j1, m1}, {j2, m2}, {j, m}].

克莱布施-戈尔丹系数由下式定义

 Psi_(JM)=sum_(M=M_1+M_2)C_(M_1M_2)^JPsi_(M_1M_2),
(1)

其中 J=J_1+J_2,并满足

 (j_1j_2m_1m_2|j_1j_2jm)=0
(2)

对于 m_1+m_2!=m

在解释克莱布施-戈尔丹系数的解析表示时需要谨慎,因为这些系数仅在零测度集上定义。因此,“通用”符号公式可能在某些情况下(如果存在)不成立。例如,ClebschGordan[{1, 0}, {j2, 0}, {2, 0}] 的计算结果是一个“通用”正确的表达式,但不适用于特殊情况 j_2=1,而ClebschGordan[{1, 0}, {1, 0}, {2, 0}] 的计算结果为正确的值 sqrt(2/3)

系数受限于 (j_1,j_2,j) 为正整数或半整数,j_1+j_2+j 为整数,(m_1,m_2,m) 为正或负整数或半整数,

j_1+j_2-j>=0
(3)
j_1-j_2+j>=0
(4)
-j_1+j_2+j>=0,
(5)

以及 -|j_1|<=m_1<=|j_1|-|j_2|<=m_2<=|j_2|,和 -|j|<=m<=|j| (Abramowitz 和 Stegun 1972, p. 1006)。此外,通过使用对称关系,系数始终可以放入标准形式 j_1<j_2<jm>=0

克莱布施-戈尔丹系数有时使用相关的 拉卡 V 系数表示,

 V(j_1j_2j;m_1m_2m)
(6)

维格纳 3j 符号。三者之间的联系是

 (j_1j_2m_1m_2|j_1j_2jm)=(-1)^(m+j_1-j_2)sqrt(2j+1)(j_1 j_2 j; m_1 m_2 -m)
(7)
 (j_1j_2m_1m_2|j_1j_2jm)=(-1)^(j+m)sqrt(2j+1)V(j_1j_2j;m_1m_2-m)
(8)
 V(j_1j_2j;m_1m_2m)=(-1)^(-j_1+j_2+j)(j_1 j_2 j_1; m_2 m_1 m_2).
(9)

它们具有对称性

 (j_1j_2m_1m_2|j_1j_2jm)=(-1)^(j_1+j_2-j)(j_2j_1m_2m_1|j_2j_1jm),
(10)

并服从正交关系

 sum_(j,m)(j_1j_2m_1m_2|j_1j_2jm)(j_1j_2jm|j_1j_2m_1^'m_2^')=delta_(m_1m_1^')delta_(m_2m_2^')
(11)
 sum_(m_1,m_2)(j_1j_2m_1m_2|j_1j_2jm)(j_1j_2j^'m^'|j_1j_2m_1m_2)=delta_(jj^')delta_(mm^').
(12)

另请参阅

拉卡 V 系数, 拉卡 W 系数, 维格纳 3j 符号, 维格纳 6j 符号, 维格纳 9j 符号

相关的 Wolfram 站点

http://functions.wolfram.com/HypergeometricFunctions/ClebschGordan/

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参考文献

Abramowitz, M. 和 Stegun, I. A. (编). "矢量加法系数." §27.9 在 数学函数手册,包含公式、图表和数学表格,第 9 版. 纽约: Dover, pp. 1006-1010, 1972.Cohen-Tannoudji, C.; Diu, B.; 和 Laloë, F. "克莱布施-戈尔丹系数." 补遗 B_X量子力学,卷 2. 纽约: Wiley, pp. 1035-1047, 1977.Condon, E. U. 和 Shortley, G. §3.6-3.14 在 原子光谱理论. 剑桥,英国: Cambridge University Press, pp. 56-78, 1951.Fano, U. 和 Fano, L. 原子和分子的基础物理学. 纽约: Wiley, p. 240, 1959.Messiah, A. "克莱布施-戈尔丹 (C.-G.) 系数和 '3j' 符号." 附录 C.I 在 量子力学,卷 2. 阿姆斯特丹,荷兰: North-Holland, pp. 1054-1060, 1962.Rose, M. E. 角动量基本理论. 纽约: Dover, 1995.Shore, B. W. 和 Menzel, D. H. "耦合和克莱布施-戈尔丹系数." §6.2 在 原子光谱原理. 纽约: Wiley, pp. 268-276, 1968.Sobel'man, I. I. "角动量." 第 4 章 在 原子光谱和辐射跃迁,第 2 版. 柏林: Springer-Verlag, 1992.

在 Wolfram|Alpha 上被引用

克莱布施-戈尔丹系数

请引用为

Weisstein, Eric W. "克莱布施-戈尔丹系数." 来源于 MathWorld--一个 Wolfram Web 资源. https://mathworld.net.cn/Clebsch-GordanCoefficient.html

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