6.1量子力學中範氏變換的出現(1 / 3)

δ(x-X^)δ(p-P^)

=2∫d2βπ

〈-β|x〉〈p|eipx|β〉e2(β*a-aβ+aa)

=1π

exp[2i(x-X^)(p-P^)].(6.7)

從式(6.5)與式(6.7)看出δ(p-P^)δ(x-X^)≠δ(x-X^)δ(p-P^),這是因為X^與P^不對易的。對於式(6.5)與式(6.7)的導出也可用另一種方法,見文獻[95。

根據δ函數的性質與式(6.1),就有

exp[-2i(x-X^)(p-P^)]

=1π∫dp′dx′e-2i(x-x′)(p-p′)δ(x′-X^)δ(p′-P^)

=1π∫dp′dx′Δ(x′,p′)e-2i(p-p′)(x-x′).(6.8)

於是,從式(6.8)和式(6.5)導出

1π∫dp′dx′Δ(x′,p′)e-2i(p-p′)(x-x′)=δ(p-P^)δ(x-X^).(6.9)

同樣地,由式(6.7)也可導出

1π∫dp′dx′Δ(x′,p′)e2i(p-p′)(x-x′)=δ(x-X^)δ(p-P^).(6.10)

所以根據Weyl對應規則,e±2i(p-p′)(q-q′)brπ可分別看成

δ(x-X^)δ(p-P^)

與δ(p-P^)δ(x-X^)的經典對應.另外,相對式(6.8)的逆變換為

∫dxdpπ

exp[-2i(x-X^)(p-P^)]

e2i(p-p′)(x-x′)

=∫dxdpπ∫dp″dx″Δ(x″,p″)e-2i(p-p″)(x-x″)+2i(p-p′)(x-x′)

=∫dp″dx″Δ(x″,p″)e-2i(p″x″-p′x′)δ(x′-x″)δ(p′-p″)

=Δ(x′,p′),(6.11)

這就說明下麵等式成立:

∫dxdpδ(p-P^)δ(x-X^)e2i(p-p′)(x-x′)=Δ(x′,p′),(6.12)

或者

∫dxdpδ(x-X^)(p-P^)e-2i(p-p′)(x-x′)=Δ(x′,p′).(6.13)

所以,式(6.9)~式(6.13)在xp相空間中是Wigner算符的新變換形式,簡稱範氏變換.

如果在式(6.11)兩邊同時左乘∫dx′dp′f(p′,x′),得到

∫dx′dp′f(p′,x′)Δ(x′,p′)

=∫dx′dp′f(p′,x′)

∫dxdpπe2i(p-p′)(x-x′)exp[-2i(x-X^)(p-P^)]

=∫dxdpπe-2i(x-X^)(p-P^)G(p,x),(6.14)

G(p,x)≡∫dx′dp′πf(p′,x′)e2i(p-p′)(x-x′),(6.15)

δ(x-X^)δ(p-P^)

=2∫d2βπ

〈-β|x〉〈p|eipx|β〉e2(β*a-aβ+aa)

=1π

exp[2i(x-X^)(p-P^)].(6.7)

從式(6.5)與式(6.7)看出δ(p-P^)δ(x-X^)≠δ(x-X^)δ(p-P^),這是因為X^與P^不對易的。對於式(6.5)與式(6.7)的導出也可用另一種方法,見文獻[95。

根據δ函數的性質與式(6.1),就有

exp[-2i(x-X^)(p-P^)]

=1π∫dp′dx′e-2i(x-x′)(p-p′)δ(x′-X^)δ(p′-P^)

=1π∫dp′dx′Δ(x′,p′)e-2i(p-p′)(x-x′).(6.8)

於是,從式(6.8)和式(6.5)導出

1π∫dp′dx′Δ(x′,p′)e-2i(p-p′)(x-x′)=δ(p-P^)δ(x-X^).(6.9)

同樣地,由式(6.7)也可導出

1π∫dp′dx′Δ(x′,p′)e2i(p-p′)(x-x′)=δ(x-X^)δ(p-P^).(6.10)

所以根據Weyl對應規則,e±2i(p-p′)(q-q′)brπ可分別看成

δ(x-X^)δ(p-P^)

與δ(p-P^)δ(x-X^)的經典對應.另外,相對式(6.8)的逆變換為

∫dxdpπ

exp[-2i(x-X^)(p-P^)]

e2i(p-p′)(x-x′)

=∫dxdpπ∫dp″dx″Δ(x″,p″)e-2i(p-p″)(x-x″)+2i(p-p′)(x-x′)

=∫dp″dx″Δ(x″,p″)e-2i(p″x″-p′x′)δ(x′-x″)δ(p′-p″)

=Δ(x′,p′),(6.11)

這就說明下麵等式成立:

∫dxdpδ(p-P^)δ(x-X^)e2i(p-p′)(x-x′)=Δ(x′,p′),(6.12)