《Quantum Chemistry》(Levine)量子化学读书笔记003及第一章习题 P15-20

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复数

欧拉公式

对于一个虚数z=x+yiz=x+yi,在坐标系中可表示为:

z=rcosθ+ysinθz=rcos\theta + ysin\theta

image.png

欧拉公式即可表示为:

eiθ=cosθ+i sinθe^{i\theta} = cos\theta + i\ sin\theta

它的共轭复数即为:

z=xiy=reiθz^{*}=x-iy=re^{-i\theta}

习题

1.1 判断对错

  • 所有光子都具有相同的能量。(×)E=hvE=hv
  • 随着光频率的增加,波长减小。(√)λ=cfλ=\frac{c}{f}
  • 如果λ\lambda = 400 nm的紫光不会在某种金属中引起光电效应,那么可以肯定的是,λ\lambda = 700 nm的红光不会在该金属中引起光电效应。(√)

1.29 验证下列各式

sinθ=eiθeiθ2i,cosθ=eiθ+eiθ2 \sin \theta=\frac{e^{i \theta}-e^{-i \theta}}{2 i} , \quad \cos \theta=\frac{e^{i \theta}+e^{-i \theta}}{2}

解: 对于第一个式子:

2isinθ=eiθeiθ根据欧拉公式,2isinθ=cosθ+isinθ(cosθisinθ)可得恒等式,2isinθ=2isinθ2i\,sin\theta = e^{i\theta }-e^{-i\theta } \\ 根据欧拉公式,2i\,sin\theta =cos\theta + i\,sin\theta - (cos\theta - i\,sin\theta)\\ 可得恒等式,2isin\theta = 2i sin\theta

对于第二个式子:

2cosθ=eiθ+eiθ根据欧拉公式,2cosθ=cosθ+isinθ+(cosθisinθ)可得恒等式,2cosθ=2cosθ2\,cos\theta = e^{i\theta }+e^{-i\theta } \\ 根据欧拉公式,2\,cos\theta =cos\theta + i\,sin\theta + (cos\theta - i\,sin\theta)\\ 可得恒等式,2cos\theta = 2cos\theta