これが故障です:
問題:
*分子の原子は、核と電子で構成されています。どちらも量子力学によって支配されています。
*核運動と電子運動の両方を説明する分子のシュレディンガー方程式を解くことは、非常に複雑で計算上の高価です。
近似:
*生まれたオプペンハイマーの原理は、核が電子よりもはるかに重いことを想定しています。つまり、動きははるかに遅くなります。
*これにより、核が静止しているかのように分子の電子構造を扱うことができます。
*その後、固定された核構成の電子波関数を解決し、平均化された電子ポテンシャルを仮定して、核運動を個別に検討することができます。
簡単に言えば:
太陽を周回する惑星を想像してみてください。太陽は惑星よりもはるかに重いので、太陽を静止しているように扱い、その周りの惑星の動きに焦点を合わせることができます。同様に、生まれたオプペンハイマー近似では、電子が定常核を動き回ると考えています。
結果とアプリケーション:
*生まれたオプペンハイマーの原理により、分子特性の計算を大幅に簡素化することができます。
*分子結合と振動スペクトルを理解するための基礎を提供します。
*これにより、Hartree-Fockメソッドや密度官能理論など、量子化学におけるさまざまな理論的方法の開発が可能になります。
制限:
*非常に軽い核や電子自由度の間の強い相互作用の場合など、核と電子の動きが結合されると、近似が崩壊します。
*退化した電子状態を備えたシステムにとっても正確ではありません。
要約すると、生まれたオプペンハイマーの原則は、電子運動と核運動を分離することにより分子系の研究を簡素化する強力なツールです。制限がありますが、量子化学と分子物理学の基本的な概念のままです。