№ 1939Квантовая механикаУровень 4

Поправки к произвольной невырожденной двухуровневой системе

Рассмотрите двухуровневую систему: $\psi_1,\psi_2$ образуют ортонормированный базис, $H_0\psi_i=E_i\psi_i$, полный гамильтониан $H=H_0+H_1$, а эрмитово возмущение имеет элементы $e_{ij}=\langle\psi_i|H_1|\psi_j\rangle$, так что $e_{21}=e_{12}^*$ и $e_{11},e_{22}$ вещественны.

Пусть $E_1>E_2$, $\Delta=E_1-E_2$ и $\epsilon=|e_{12}|/\Delta\ll1$. Считайте также $|e_{11}|/\Delta,|e_{22}|/\Delta=O(\epsilon)$. Покажите, что энергии и собственные состояния имеют вид
$$\begin{aligned} E'_1={}&E_1+e_{11}+\frac{|e_{12}|^2}{\Delta}\\ &+O(\epsilon^3\Delta),\\ E'_2={}&E_2+e_{22}-\frac{|e_{12}|^2}{\Delta}\\ &+O(\epsilon^3\Delta), \end{aligned}$$
$$\begin{aligned} \psi'_1&=\psi_1+\frac{e_{12}^*}{\Delta}\psi_2+O(\epsilon^2),\\ \psi'_2&=\psi_2-\frac{e_{12}}{\Delta}\psi_1+O(\epsilon^2). \end{aligned}$$