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Skript / lecture notes - Universität Paderborn

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Prof. Dr. Wolf Gero Schmidt<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Paderborn</strong>, Lehrstuhl für Theoretische Physik<br />

7 Greenfunktion der Einteilchen–Schrödingergleichung<br />

Green’s Function of the Single-Particle Schrödinger Equation<br />

In the theory of interacting systems the Green’s function, or the propagator, plays a<br />

crucial role. In its basic definition it is a much more complex function than the ”simple”<br />

Green’s function, familiar from the theory of partial differential equations, but many of its<br />

properties do bear a very close relationship to the simple function. It is worthwhile, therefore,<br />

to review the theory of Green’s functions within the framework of the Schrödinger<br />

equation and perturbation theory.<br />

7.1 Definition und Darstellung<br />

Definition and Representation<br />

Es gelte Suppose we have a partial differential equation of the general form<br />

{Ĥ(r) − E}ψ(r) = 0 (7.1)<br />

mit H . . . hermitescher Operator. Dann ist die zugehörige Greenfunktion definiert durch<br />

where Ĥ(r) is a general Hermitian operator. The Green’s function is defined as the<br />

solution of the equation<br />

{Ĥ(r) − E}G(r, r′ ; E) = −δ(r − r ′ ) (7.2)<br />

wobei G(r, r ′ ; E) und ψ(r) den selben Randbedingungen genügen. which also satisfies the<br />

same boundary conditions imposed on the original problem. In other words it satisfies the<br />

same equation and boundary conditions as the wave function ψ(r) but with an additional<br />

”source” at an arbitrary position r ′ . It is this extra degree of freedom which makes the<br />

Green’s function so very useful.<br />

Darstellung mittels EV und EW von Ĥ<br />

Green’s function in terms of the eigenvalues E n and eigenfunctions ψ n (r) of the defining<br />

operator<br />

{Ĥ(r) − E n}ψ n (r) = 0,<br />

Ĥ hermitesch hermitian<br />

⇒ {ψ n } bilden VONS form a complete set<br />

⇒ {ψ n } können als Basis zur Darstellung von G benutzt werden may be used as a basis<br />

to represent G<br />

Ansatz: ansatz<br />

G(r, r ′ ; E) = ∑ n,n ′ G n,n ′ · ψ n (r) · ψ ∗ n ′(r′ ) (7.3)<br />

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