非绝热耦合

✍ dations ◷ 2025-06-08 23:29:10 #量子力学,分子振动,动力学

非绝热耦合(nonadiabatic coupling)又称电子振动耦合(vibronic coupling)或导数耦合(derivative coupling),是一个描述分子体系中电子与原子核间运动耦合作用的物理量 。

在量子力学中,根据波恩-奥本海默近似,电子在一个指定的量子态上运动,因而在各能级上的概率分布恒定不变,这种过程称为电子绝热过程。然而,电子的不同运动状态会被原子核的运动所耦合,而这一偶合就因而被称为电子-振动耦合。在这种耦合会诱导下,体系不再严格遵守波恩-奥本海默近似,而可以从一个电子态转化为另一电子态,这样的过程称为电子非绝热过程,而该耦合也因而又被称为非绝热耦合。非绝热耦合的数学形式具有电子态关于原子核运动的导数的形式,因而有时又被称为导数耦合。

非绝热耦合对于理解和研究非绝热过程具有至关重要的意义。非绝热耦合项在动力学方程中来源于原子核动能项,而同时出现在分母上的原子核质量项使得这一耦合作用一般可以忽略,而波恩-奥本海默近似大部分时候是成立的。然而,在势能面之间的圆锥交叉点附近,非绝热耦合的绝对值趋于无穷大,它的作用不再可以被忽略 。

非绝热耦合的数学形式是原子核坐标导数算符在电子波函数表象中的矩阵元。

非绝热耦合最重要的物理意义是介导了不同电子态间的转换,使得非绝热过程得以发生。尤其在势能面交叉点附近,耦合趋于无穷大。依赖非绝热耦合才得以发生的重要的物理过程包括光合作用、视黄醛的光电转换、大气中臭氧的形成、臭氧层的紫外吸收、甲烷的间接温室效应、爆炸物的点燃过程等。

非绝热耦合的循环积分可以用来计算贝瑞相位。这一相位是势能面交叉点的奇异性与高斯-博内定理的结果。即使在绝热过程中,贝瑞相位仍有一定的动力学效应,可以观测到振动光谱中能级的下移。

相关

  • 妥拉《妥拉》(希伯来语:.mw-parser-output .script-hebrew,.mw-parser-output .script-Hebr{font-size:1.15em;font-family:"Ezra SIL","Ezra SIL SR","Keter Aram Tsova","Taamey
  • 约瑟夫·拉格朗日约瑟夫·拉格朗日伯爵(法语:Joseph Lagrange,1736年1月25日-1813年4月10日),法国籍意大利裔数学家和天文学家。拉格朗日曾为普鲁士的腓特烈大帝在柏林工作了20年,被腓特烈大帝称做
  • HClOsub2/sub亚氯酸是氯(III)的含氧酸,化学式为HClO2,是一种弱酸,但在酸性溶液中是一种极强的氧化剂。纯亚氯酸不稳定,容易分解为盐酸、氯酸和二氧化氯,但生成的盐类——亚氯酸盐相对稳定,亚氯
  • 庚醇可以指下列同分异构体:庚-1-醇庚-2-醇庚-3-醇庚-4-醇
  • 章京章京(满语:ᠵᠠᠩᡤᡳᠨ,穆麟德:janggin,太清:janggin,大词典:zhanggin,蒙古语:Занги),清朝武官的一种,另外四品文书官员也称“章京”。“章京”一词来自满语“janggin”,而满语“jan
  • 教名主保圣人,是守护圣者的意思,是部分基督教宗派对圣人或天使使用的特定称呼之一,通常用于教会所期望保护的某人(例如新受洗的基督徒)、某团体或特项活动。当教会宣布某一圣人是主保
  • 北京奥运会2008年夏季奥林匹克运动会的篮球比赛于8月9日至8月24日在北京五棵松体育馆举行,本届的篮球赛事设男子和女子篮球赛两个小项,会产生两枚金牌。2006年9月23日,国际篮联公布出本届
  • 费利佩四世费利佩四世(西班牙语:Felipe IV;1605年4月8日-1665年9月17日,西班牙哈布斯堡王朝国王,1621年至1665年在位。他同时是南尼德兰的领主布拉班特公爵称菲利普五世,并兼任葡萄牙国王至16
  • 林恩强林恩强,1943年出生在福建莆田市埭头镇石城村,12岁时迁居新加坡。新加坡燃油大王林恩强是新加坡兴隆贸易(私营)有限公司、海洋油轮(私营)有限公司主席。2007年,兴隆集团的营业额约30
  • 郑槰郑槰(越南语:Trịnh Bồng/.mw-parser-output .han-nom{font-family:"Nom Na Tong","Han-Nom Gothic","Han-Nom Ming","HAN NOM A","HAN NOM B","Ming-Lt-HKSCS-UNI-H","Ming-L