弗洛凯理论
常微分方程理论
弗洛凯理论是常微分方程理论的一种,讨论有关周期系数线性微分方程的解答类别。
弗洛凯定理
考虑微分方程,
其中, 矩阵 是一周期为 的连续周期函数。
弗洛凯理论的主要定理-弗洛凯定理给出了一般线性系统的每个基本解的正规形式。它给定了一坐标变换 ,其中 ,用以来把周期系统变换成有常数及实系数的传统线性系统。
固体物理中,其类比的结果(推广至三维)为布洛赫定理
证明
线性微分方程组的基本理论,方程 有一个基解矩阵 ,满足 ,其中 是单位矩阵。
从关系式 ,容易看出,
故 也是一个基解矩阵。由线性微分方程组的基本理论,必然有 同时还能得到
定义 其中 是矩阵对数( 很可能不是实矩阵)。那么 设
可知 非退化,设 并带入原方程,通过一系列化简可以得到
这是一个常系数线性微分方程。
故 也是周期的。
应用
量子力学中,含时薛定谔方程为。 如果哈密顿量满足周期性边界条件, ,可以假定含时薛定谔方程的解为,其中,应满足。 则原含时薛定谔方程变换为一个新的类似定态薛定谔方程其中为新的Floquet哈密顿量, 为准能量,被称为Floquet态。
参考资料
最新修订时间:2024-05-21 11:57
目录
概述
弗洛凯定理
证明
参考资料