非绝热耦合

✍ dations ◷ 2025-04-02 20:45:48 #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

  • 原始林原始森林又称原生林,是指一个森林已经达到非常长久的年龄而没有遭到显著的干扰,从而表现出独特的生态特征,并可能被归类为顶极群落。原生特性包括多样化的树有关的结构,提供多样
  • 维生素D2麦角钙化醇(英语:Ergocalciferol)是维生素D2的化学名,为麦角固醇在紫外线作用下产生的开环甾体(英语:secosteroid)。早期制备的麦角钙化醇商品名为Viosterol,由麦角固醇在紫外线光照
  • 白人盎格鲁-撒克逊新教徒白人盎格鲁-撒克逊新教徒(White Anglo-Saxon Protestant,WASP),略称“WASP”,音译华斯普,或称白人凯尔特与日耳曼新教基督徒(White Celtic and Germanic Protestant),本义是指美国当
  • 单向蚓目蚯蚓是对环节动物门环带纲寡毛类动物的通称。在科学分类中,它们属于单向蚓目。身体细长,两侧对称,由很多环节组成,每节外形都很相似;没有骨骼,在体表覆盖一层具有色素的薄角质层。
  • 巨鲸音乐网巨鲸音乐网是面向中国大陆地区的音乐网站,上线于2006年3月。姚明和“姚之队”负责人章明基共同出资300万美元作为启动资金。巨鲸音乐网提供免费的正版音乐供用户试听与下载。
  • 聚凝胺聚凝胺(Polybrene),或称为hexadimethrine bromide。它是一种阳离子聚合物,常用于哺乳动物细胞的DNA感染实验以增强脂质体的感染效率。目前广泛用于反转录病毒介导的基因感染,慢
  • 122毫米榴弹炮M1938 (M-30)122毫米榴弹炮M1938 (M-30)是一种苏联生产的121.92毫米榴弹炮。这种武器是20世纪30年代末期由F.F.彼得罗夫(俄语:Фёдор Фёдорович Петров)所领导的团队设
  • 卡瑞·伍尔卡瑞·伍尔(英语:Kari Samantha Wuhrer,1967年4月28日-)是美国女演员和歌手,饰演电视剧《Sliders》中的Maggie Beckett、电影《八脚怪》中的警长萨曼莎·帕克、游戏《红色警戒2》
  • 杨守仁 (嘉靖进士)杨守仁(1535年-1621年),字嘉复,号蓉江,福建漳州府漳浦县人,明朝政治人物。福建乡试第七十三名,嘉靖四十四年(1565年)乙丑科进士。授广东东莞知县。历刑部江西司郎中。出为江西建昌府,浙
  • 沙欣河沙欣河(Shawsheen River)位于马萨诸塞州东北部,是梅里马克河的支流。沙欣河全长25英里,途径安多佛、劳伦斯等五个镇、市。美国工业革命期间,沙欣河为沿岸的工厂提供了源源不断地