Производная по ядерным координатам в приближении Борна–Оппенгеймера

Читая несколько источников о приближении Борна – Оппенгеймера, я не понимаю одной конкретной вещи.

Если посмотреть, например, здесь (PDF, 70 КБ) и обратить внимание на уравнения 14 и 15, то станет ясно, что

А 2 ( ψ к ( р ; р ) х к ( р ) ) "=" ψ к ( р ; р ) А 2 х к ( р ; р ) + 2 А ψ к ( р ; р ) А х к ( р ; р ) + х к ( р ) А 2 ψ к ( р ; р )

где

А 2 "=" 2 Икс А 2 + 2 Д А 2 + 2 Z А 2

и

р "=" { р я } я "=" 1 Н "=" { ( Икс я , Д я , Z я ) } я "=" 1 Н
представляет собой набор всех ядерных координат.

Но, честно говоря, я не понимаю, почему это так. Это факт ψ к косвенно зависит только от р и параметрически на р (поэтому я думаю, что они разделены ; и не только , ). Насколько мне известно, эта параметрическая зависимость означает, что для каждого набора ядерных координат р есть полный набор электронных волновых функций { ψ к ( р ) } к которые являются функциями только электронных координат. И тогда, конечно, когда вы различаете ψ к ( р ) х к ( р ) дважды по отношению к р А вы получаете просто ψ к ( р ) А 2 х к ( р ) потому что ψ к ( р ) постоянна относительно р .

И еще одно - связанный ресурс (и многие другие) утверждали, что правило цепочки используется от 14 до 15. Я не вижу никакого использования правила цепочки, но я вижу использование правила продукта .

Кажется, я не понимаю, что здесь происходит, но это важный шаг, потому что из этого расширения возникают неадиабатические члены связи.

Ответы (1)

Для каждого р есть полный набор электронных функций { ψ к ( р ; р ) } к , и то, что это за функции, зависит от значения р . Как р постоянно изменяется, каждый элемент { ψ к ( р ; р ) } к постоянно меняется; таким образом, имеет смысл говорить о производной от ψ к ( р ; р ) по отношению к компонентам р , и эта производная в общем случае отлична от нуля.

Чтобы сделать это более конкретным, рассмотрим бесконечную цепочку атомов в одном измерении с расстоянием до ближайшего соседа а . У нас есть р н "=" р н "=" н а для н целое число, и один из возможных наборов волновых функций электронного базиса равен { грех к Икс , потому что к Икс к "=" 2 π / м а , м  целое число } . Теперь представьте себе изменение межатомного расстояния за счет увеличения значения а : ясно, что каждая электронная базисная функция будет меняться (их длина волны λ "=" 2 π к "=" м а все увеличится).

Подождите минуту! Думаю, я понял!