변분 원리

양자역학에서 변분 원리(變分原理, )는 해밀토니언의 바닥 상태 에너지를 근사하는 계산법이다. 양자역학과 물리화학에서 쓰인다. 하트리-폭 방법이 한 예이다.

 정의 
해밀토니언 의 바닥 상태 는 그 에너지 기댓값이 최소가 되는 상태다. 즉, 다음 표현의 최솟값이다.
.
따라서, 바닥 상태의 에너지 은 임의의 상태의 에너지 기댓값보다 같거나 작다. 식으로 쓰면 다음과 같다.
 (임의의 에 대하여)

변분 원리를 통해 바닥 상태의 에너지 을 찾으려면, 우선 바닥 상태가 될 만한 시험 파동함수() 를 어림짐작으로 고른다. 그렇다면 이 상태의 에너지 기댓값을 계산하여 바닥 상태의 상계(上界, )를 얻을 수 있다.

보통 시험 파동함수에는 몇 개의 매개변수를 둔다. 예를 들어, 매개변수 를 둔 시험 파동함수 를 생각해 보자. 그렇다면 를 최소화시키는 값 을

을 풀어 구할 수 있다. 그렇다면 을 바닥 상태의 근사값으로, 을 바닥 에너지의 근사값으로 취한다. 두 개 이상의 매개변수를 가진 시험 파동함수도 마찬가지로 다룰 수 있다.

 참고 문헌 


분류:양자역학
분류:이론화학
분류:양자화학
분류:계산물리학