Page 174 - PRINCIPLES OF QUANTUM MECHANICS as Applied to Chemistry and Chemical Physics
P. 174

6.3 The radial equation                     165
                                                     ^
                                                     H9 l S ël ˆÿëS ël                    (6:35)
                              ^
                        where H9 l is de®ned by
                                                    d 2     d   r   l(l ‡ 1)
                                            ^
                                            H9 l ˆ r   ‡ 2    ÿ ÿ                         (6:36)
                                                   dr 2    dr   4      r
                                                                                           ^
                        By means of integration by parts, we can readily show that this operator H9 l is
                        hermitian for a weighting function w(r) equal to r, thereby implying the
                        orthogonal relationships
                                          …
                                           1
                                             S ël (r)S ë9l (r)r dr ˆ 0  for ë 6ˆ ë9       (6:37)
                                           0
                          In order to complete the characterization of integrals of S ël (r), we need to
                        consider the case where ë ˆ ë9 for w(r) ˆ r. Recall that the functions S ël (r)
                                                  2
                        are normalized for w(r) ˆ r as expressed in equation (6.25). The same result
                        does not apply for w(r) ˆ r. We begin by expressing the desired integral in a
                        slightly different form
                                          …                  …
                                           1                  1
                                                    2       1          2   2
                                             [S ël (r)] r dr ˆ  [S ël (r)] d(r )
                                                            2
                                           0                  0
                        Integration of the right-hand side by parts gives
                                 …                              1   …
                                  1                                  1       d
                                          2       1   2      2          2
                                   [S ël (r)] r dr ˆ  2  r [S ël (r)]  ÿ  r S ël  S ël dr
                                  0                            0     0       dr
                        If S ël (r) is well-behaved, the integrated term vanishes. From equation (6.26a)
                        we may write
                                                  d           r
                                                         ^
                                                r    ˆÿA ë ÿ ‡ ë ÿ 1
                                                  dr          2
                        so that
                                          d
                                                    ^
                                        r   S ël ˆÿA ë S ël ÿ rS ël ‡ (ë ÿ 1)S ël
                                                           1
                                         dr                2
                                                              1
                                                ˆÿa ël S ëÿ1,l ÿ rS ël ‡ (ë ÿ 1)S ël
                                                              2
                        where equation (6.32) has been introduced. The integral then takes the form
                                  …                   …                 …
                                   1                   1                  1
                                                                                2 2
                                           2                            1  [S ël ] r dr
                                    [S ël (r)] r dr ˆ a ël  S ël S ëÿ1,l r dr ‡
                                                                        2
                                   0                   0                  0
                                                             …
                                                              1
                                                                    2
                                                    ÿ (ë ÿ 1)  [S ël ] r dr
                                                              0
                        Since the ®rst integral on the right-hand side vanishes according to equation
                        (6.37) and the second integral equals unity according to (6.25), the result is
   169   170   171   172   173   174   175   176   177   178   179