In theoretical physics, the eikonal approximation (Greek εἰκών for likeness, icon or image) is an approximative method useful in wave scattering equations, which occur in optics, seismology, quantum mechanics, quantum electrodynamics, and partial wave expansion.
Informal description
The main advantage that the eikonal approximation offers is that the equations reduce to a differential equation in a single variable. This reduction into a single variable is the result of the straight line approximation or the eikonal approximation, which allows us to choose the straight line as a special direction.
Relation to the WKB approximation
The early steps involved in the eikonal approximation in quantum mechanics are very closely related to the WKB approximation for one-dimensional waves. The WKB method, like the eikonal approximation, reduces the equations into a differential equation in a single variable. But the difficulty with the WKB approximation is that this variable is described by the trajectory of the particle which, in general, is complicated.
Formal description
Making use of WKB approximation we can write the wave function of the scattered system in terms of action S:
- <math>\Psi=e^{iS/{\hbar}} </math>
Inserting the wavefunction Ψ in the Schrödinger equation without the presence of a magnetic field we obtain
- <math> -\frac{{\hbar}^2}{2m} {\nabla}^2 \Psi= (E-V) \Psi</math>
- <math> -\frac{{\hbar}^2}{2m} {\nabla}^2 {e^{iS/{\hbar}}}=(E-V) e^{iS/{\hbar}}</math>
- <math>\frac{1}{2m} {(\nabla S)}^2 - \frac{i\hbar}{2m}{\nabla}^2 S= E-V</math>
We write S as a power series in ħ
- <math>S= S_0 + \frac {\hbar}{i} S_1 + ...</math>
For the zero-th order:
- <math> \frac{1}{2m} {(\nabla S_0)}^2 = E-V</math>
If we consider the one-dimensional case then <math>{\nabla}^2 \rightarrow {\partial_z}^2</math>.
We obtain a differential equation with the boundary condition:
- <math>\frac{S(z=z_0)}{\hbar}= k z_0</math>
for <math>V \rightarrow 0</math>, <math>z \rightarrow -\infty</math>.
- <math>\frac{d}{dz}\frac{S_0}{\hbar}= \sqrt{k^2 - 2mV/{\hbar}^2}</math>
- <math>\frac{S_0(z)}{\hbar}= kz - \frac{m}{{\hbar}^2 k} \int_{-\infty}^{z}{V dz'} </math>
See also
References
Notes
- [1]Eikonal Approximation K. V. Shajesh Department of Physics and Astronomy, University of Oklahoma
Further reading
Партнерские ресурсы |
---|
Криптовалюты |
|
---|
Магазины |
|
---|
Хостинг |
|
---|
Разное |
- Викиум - Онлайн-тренажер для мозга
- Like Центр - Центр поддержки и развития предпринимательства.
- Gamersbay - лучший магазин по бустингу для World of Warcraft.
- Ноотропы OmniMind N°1 - Усиливает мозговую активность. Повышает мотивацию. Улучшает память.
- Санкт-Петербургская школа телевидения - это федеральная сеть образовательных центров, которая имеет филиалы в 37 городах России.
- Lingualeo.com — интерактивный онлайн-сервис для изучения и практики английского языка в увлекательной игровой форме.
- Junyschool (Джунискул) – международная школа программирования и дизайна для детей и подростков от 5 до 17 лет, где ученики осваивают компьютерную грамотность, развивают алгоритмическое и креативное мышление, изучают основы программирования и компьютерной графики, создают собственные проекты: игры, сайты, программы, приложения, анимации, 3D-модели, монтируют видео.
- Умназия - Интерактивные онлайн-курсы и тренажеры для развития мышления детей 6-13 лет
- SkillBox - это один из лидеров российского рынка онлайн-образования. Среди партнеров Skillbox ведущий разработчик сервисного дизайна AIC, медиа-компания Yoola, первое и самое крупное русскоязычное аналитическое агентство Tagline, онлайн-школа дизайна и иллюстрации Bang! Bang! Education, оператор PR-рынка PACO, студия рисования Draw&Go, агентство performance-маркетинга Ingate, scrum-студия Sibirix, имидж-лаборатория Персона.
- «Нетология» — это университет по подготовке и дополнительному обучению специалистов в области интернет-маркетинга, управления проектами и продуктами, дизайна, Data Science и разработки. В рамках Нетологии студенты получают ценные теоретические знания от лучших экспертов Рунета, выполняют практические задания на отработку полученных навыков, общаются с экспертами и единомышленниками. Познакомиться со всеми продуктами подробнее можно на сайте https://netology.ru, линейка курсов и профессий постоянно обновляется.
- StudyBay Brazil – это онлайн биржа для португалоговорящих студентов и авторов! Студент получает уникальную работу любого уровня сложности и больше свободного времени, в то время как у автора появляется дополнительный заработок и бесценный опыт.
- Автор24 — самая большая в России площадка по написанию учебных работ: контрольные и курсовые работы, дипломы, рефераты, решение задач, отчеты по практике, а так же любой другой вид работы. Сервис сотрудничает с более 70 000 авторов. Более 1 000 000 работ уже выполнено.
- StudyBay – это онлайн биржа для англоязычных студентов и авторов! Студент получает уникальную работу любого уровня сложности и больше свободного времени, в то время как у автора появляется дополнительный заработок и бесценный опыт.
|
---|