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CO分子の振動状態
ポテンシャル面
$$ V(x_0, x_1)=\frac{1}{2}K(x_0-x_1)^2 $$
力
$$ F_0=-\frac{\partial}{\partial x_0}V(x_0, x_1)=-K(x_0-x_1) $$
$$ F_1=-\frac{\partial}{\partial x_1}V(x_0, x_1)=K(x_0-x_1) $$
$$
\omega_0=\sqrt\frac{K}{m_0}
===== 運動方程式 =====
$$
m_0\frac{d^2}{dt^2}x_0(t)=F_0=-K(x_0(t)-x_1(t))
$$
$$
m_1\frac{d^2}{dt^2}x_1(t)=F_1=K(x_0(t)-x_1(t))
$$
===== フーリエ展開 =====
$$
x_0(t) = X_0(\omega)e^{-i\omega t}
$$
$$
x_1(t) = X_1(\omega)e^{-i\omega t}
$$
----
$$
m_0\frac{d^2}{dt^2}x_0(t)=-m_0\omega^2X_0(\omega)e^{-i\omega t}=-K(X_0(\omega)e^{-i\omega t}-X_1(\omega)e^{-i\omega t}))
$$
$$
m_1\frac{d^2}{dt^2}x_1(t)=-m_1\omega^2X_1(\omega)e^{-i\omega t}=K(X_0(\omega)e^{-i\omega t}-X_1(\omega)e^{-i\omega t}))
$$
===== 固有方程式 =====
$$
-m_0\omega^2X_0(\omega)=-KX_0(\omega)+KX_1(\omega)
$$
$$
-m_1\omega^2X_1(\omega)=KX_0(\omega)-KX_1(\omega)
$$
----
$$
(K-m_0\omega^2)X_0(\omega)-KX_1(\omega)=0
$$
$$
-KX_0(\omega)+(K-m_1\omega^2)X_1(\omega)=0
$$
----
$$
\begin{bmatrix}
K-m_0\omega^2 & -K
-K & K-m_1\omega^2
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}
X_0(\omega)
X_1(\omega)
\end{bmatrix}=O
$$