相对论量子化学基础PDF电子书下载

第1章 狭义相对论基础 1

1.1 19世纪末的物理学研究 1

1.2间隔不变性 2

1.3 Lorentz变换 4

1.4速度变换 7

1.5质量变换 8

1.6相对论能量 9

1.7相对论动量 10

参考文献 11

第2章 相对论波动方程 12

2.1自由粒子的Klein-Gordon方程 12

2.1.1 Klein-Gordon方程的非相对论极限 13

2.1.2几率密度和几率流密度 14

2.2 Dirac方程 16

2.2.1自由粒子的Dirac方程 16

2.2.2几率密度和几率流密度 17

2.2.3电磁场中单粒子的Dirac方程 18

2.2.4 Dirac方程的非相对论极限 19

2.3 Dirac方程的两个严格解 20

2.3.1自由电子 20

2.3.2氢原子 24

2.3.3径向方程的解 28

2.4有限核电荷密度分布模型 35

参考文献 37

第3章 相对论的电磁相互作用 38

3.1 Maxwell方程组 38

3.2电磁场的矢势和标势及规范变换 39

3.3运动电荷产生的电磁场 42

3.4运动电子在电磁场中的相对论势能 43

3.5运动电荷间相互作用的相对论形式 44

参考文献 48

第4章 相对论的对称性原理 49

4.1空间对称变换 49

4.2相对论的单电子原子的对称性 51

4.2.1量子态的转动 51

4.2.2单电子原子的360°转动 51

4.3分子对称群：二倍群 52

4.4位形空间中的转动和SO（3）群 54

4.5自旋空间中的转动和SU（2）群 58

4.5.1自旋态和自旋算符的表示 58

4.5.2自旋空间中的转动 59

4.6 Dirac方程的转动变换 61

4.7空间反演 62

4.8反映和旋转反映 64

4.9时间反演 64

4.10 Lorentz变换和Lorentz群 67

参考文献 69

第5章 全电子计算法 70

5.1四分量方法 70

5.1.1 Hartree-Fock方法 71

5.1.2电子相关能计算 74

5.1.3密度泛函理论 75

5.2二分量方法 80

5.2.1自旋分离 80

5.2.2 Foldy-Wouthuysen变换 81

5.2.3 Douglas-Kroll-Hess Hamilton算符 90

5.2.4 Wood-Boring Hamilton算符 99

5.2.5零级规则近似Hamilton算符 102

5.2.6精确的二分量方法 106

参考文献 109

第6章 有效核实势法 115

6.1 Phillips-Kleinman方程 116

6.2广义的Phillips-Kleinman方程 117

6.3原子的价电子模型Hamilton算符 119

6.4分子的价电子模型Hamilton算符 120

6.5非相对论赝势的解析式 121

6.6相对论赝势的解析式 122

6.7核实极化势 125

6.8核实-核实（核）排斥势 128

6.9赝势的优化 128

6.9.1能量一致的从头算赝势 128

6.9.2形状一致的从头算赝势 132

6.9.3广义的相对论的有效核实势 134

6.10价电子基组 136

6.11模型势方法 138

6.11.1 Huzinaga-Cantu方程 138

6.11.2多电子体系的价电子模型Hamilton算符 139

6.11.3从头算模型势 140

6.12有效核实势与严格的相对论Hamilton算符 141

6.13基于密度泛函理论的有效核实势 142

6.13.1模型势 142

6.13.2形状一致的赝势 143

参考文献 144

第7章 元素周期表中的相对论效应 152

7.1主族元素 153

7.2过渡金属元素 156

7.3镧系和锕系元素 158

7.4超重元素 162

参考文献 165

附录A算符代数 168

附录B矢量分析 171

B.1矢量关系 171

B.2 Nabla算符？ 171

B.3散度、旋度和梯度 172

附录C原子单位制 173

附录D QED效应 175

附录E Hylleraas-Undheim-MacDonald定理 178

E.1线性变分法 178

E.2 Hylleraas-Undheim-MacDonald定理的推导 179

附录F Lagrange方法 181

附录G动量表象 183

G.1态函数 183

G.2算符 183

索引 186