Question

什么是绝热近似?

Answer 1

绝热近似指的是：

绝热近似是一种普遍使用的解包含电子与原子核的体系的量子力学方程的近似方法。在用量子力学处理分子或其他体系时，需要通过解薛定锷方程或其他类似的偏微分方程获得体系波函数。这个过程往往由于体系自由度过多而非常困难，甚至无法进行。

据玻恩－奥本海默近似中，考虑到原子核的质量要比电子大很多，一般要大3-4个数量级，因而在同样的相互作用下，电子的移动速度会较原子核快很多，这一速度的差异的结果是使得电子在每一时刻仿佛运动在静止原子核构成的势场中，而原子核则感受不到电子的具体位置。

而只能受到平均作用力。由此，可以实现原子核坐标与电子坐标的近似变量分离，将求解整个体系的波函数的复杂过程分解为求解电子波函数和求解原子核波函数两个相对简单得多的过程。

绝热近似的适用性：

玻恩-奥本海默近似只有在所在电子态与其他电子态能量都足够分离的情况下才有效。当电子态出现交叉或者接近时，玻恩－奥本海默近似即失效。

对于基态，不加其他近似的情况下通过玻恩－奥本海默近似得出的体系总能量一定小于体系真实能量，因而给出了真实能量的下限。与此相对，另一绝热近似方法玻恩－黄近似则给出体系真实能量的上限。