(这个标题听着像贬义,实则褒义,我打心底热爱形式化的狄拉克符号)
希尔伯特空间
数学定义:完备的内积空间,一般有无穷维
量子力学加了一些要求:复数域、所有元素平方可积(可归一化)
==波函数生活在希尔伯特空间上==
无穷维矢量不好写指标,于是狄拉克他直接放弃了指标,采用了船新的记号,将希尔伯特空间的矢量记为右矢
\(|\alpha\rangle\)
,对偶矢量记为左矢 \(\langle\alpha|\)
。左矢和右矢互为共轭转置
一切线性代数的操作顺理成章推广到无穷维
内积
\[
\langle f|g\rangle=\int f^*gdx
\]
注意:这里的内积是厄米的,千万记得取共轭! \[
\langle g|f\rangle=\langle f|g\rangle^*
\]
Schwarz不等式
\[
\left|\int f^*gdx\right|\le\sqrt{\int |f|^2dx\int |g|^2dx}
\]
正交归一
离散基: \[
\langle f_m|f_n\rangle=\delta_{mn}
\] 连续基: \[
\langle f_\alpha|f_{\alpha'}\rangle=\delta(\alpha-\alpha')
\]
完备性
离散基: \[
|f\rangle=\sum_n c_n|f_n\rangle,\quad c_n=\langle f_n|f\rangle\\\\
\Longleftrightarrow\sum_n|f_n\rangle\langle f_n|=1
\] 连续基: \[
|f\rangle=\int c(\alpha)|f_\alpha\rangle d\alpha,\quad c(\alpha)=\langle
f_\alpha|f\rangle\\\\
\Longleftrightarrow\int|f_\alpha\rangle\langle f_\alpha|d\alpha=1
\]
厄米算符
即共轭转置为本身 \[
Q^\dagger=Q
\] ==可观测量表示为厄米算符==
狄拉克符号