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Slater 行列式和交换能的历史顺序是如何的呢? 第1页

  

user avatar   xiao-xuan-zhong-86 网友的相关建议: 
      

记得这个在物理史的书上有吧。(物理史看的不多,希望有知道的朋友说下是哪一本)

1924年,Pauli发表论文指出碱金属的双重线结构是因为电子所拥有的一种量子特性,具体来说是一种无法用经典力学理论描述的“双值性”。这就是后来的Pauli不相容原理。

1926年,Dirac明确指出,如果电子的波函数服从全反对称条件,那么可以自然地推出Pauli不相容原理。文中他指出可以用行列式波函数描述全反对称系统的波函数。[1]

所以一般认为是Heisenberg(在一篇讲铁磁模型的论文中提出了交换项exchange term的概念[2]) 和 Dirac 在 1926年提出了交换积分。至于概念的发展,参考物理学咬文嚼字之六十三《纷乱的交换》。

那为什么叫Slater行列式呢?因为Slater用这种行列式解决了一个问题。那年头量子力学的核心“实验数据”就是各种原子光谱,氢和氦还好办,电子多了之后就复杂了。当时数学好的科学家能用置换群的理论构造出满足条件的波函数,但当时很多物理学家就没学过群论,看了头疼。

Slater发现Dirac当初的处理能用,于是在1929年发表了论文 The Theory of Complex Spectra,摘要第一句就是“……,没有用群论。”:

Atomic multiplets are treated by wave mechanics, without using group theory.

既然讲的是不用群论的新办法,那已经提出的概念肯定是有的。

关于交换能的历史还有一条诡异的支线。当时Heisenberg为交换项提出了一个比较形象的“共振解释”,这个解释后来被其他模型代替了,没想到“共振解释”的壳被理论化学家借去后填入了其他内容,在化学书上留下了一个误导了很多人的名字——“共振结构式”。

参考

  1. ^On the theory of quantum mechanics https://doi.org/10.1098/rspa.1926.0133
  2. ^Heisenberg W. ZeitschriftfürPhysik,1926, 38(6-7):411 https://link.springer.com/article/10.1007/BF01397160



  

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