started dft section
authorhackbard <hackbard@hackdaworld.org>
Tue, 17 Jan 2012 14:29:28 +0000 (15:29 +0100)
committerhackbard <hackbard@hackdaworld.org>
Tue, 17 Jan 2012 14:29:28 +0000 (15:29 +0100)
physics_compact/Makefile [new file with mode: 0644]
physics_compact/ack.tex
physics_compact/app.tex
physics_compact/intro.tex
physics_compact/mech.tex
physics_compact/qm.tex
physics_compact/solid.tex
physics_compact/stat.tex

diff --git a/physics_compact/Makefile b/physics_compact/Makefile
new file mode 100644 (file)
index 0000000..03c7e27
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,21 @@
+# Makefile
+LATEX = latex
+DVIPDF = dvipdf
+BIBTEX = bibtex
+
+SRC = phys_comp.tex
+PDF = $(SRC:%.tex=%.pdf)
+
+all: $(PDF)
+
+%.dvi: %.tex
+       $(LATEX) $<
+       $(BIBTEX) $(SRC:%.tex=%)
+       $(LATEX) $<
+       $(LATEX) $<
+
+%.pdf: %.dvi
+       $(DVIPDF) $<
+       
+clean:
+       rm -f *.log *.aux *.blg *.lof *.ps *.pdf *.toc *.bbl
index f446c8c..369a074 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-\chapter*{Danksagung}
+\chapter*{Acknowledgements}
 \addcontentsline{toc}{chapter}{Acknowledgements}
 
 Thanks ...
 \addcontentsline{toc}{chapter}{Acknowledgements}
 
 Thanks ...
index 5063047..ccee46e 100644 (file)
@@ -1,4 +1,8 @@
-\chapter{Spherical coordinates}
+\part{Appendices}
 
 
-\chapter{Fourier integrals}
+\chapter{Mathematical tools}
+
+\section{Spherical coordinates}
+
+\section{Fourier integrals}
 
 
index c70be6d..5771409 100644 (file)
@@ -3,5 +3,5 @@
 As the title suggests, the present work constitutes an attempt to summarize mathematical models and abstractions employed in modern theoretical physics.
 Focussed on solid state theory, which, however, requires a large amount of tools, the present book tries to additionally include all prerequisites in a hopefully compact way.
 
 As the title suggests, the present work constitutes an attempt to summarize mathematical models and abstractions employed in modern theoretical physics.
 Focussed on solid state theory, which, however, requires a large amount of tools, the present book tries to additionally include all prerequisites in a hopefully compact way.
 
-A final remark: This is work in progress!
+A final remark: This is work in progress and might not be very usefull for the ...
 
 
index 52cb4c0..e67554c 100644 (file)
@@ -1,2 +1,2 @@
-\chapter{Classical mechanics}
+\part{Classical mechanics}
 
 
index eba2a1f..b33a700 100644 (file)
@@ -1 +1,9 @@
-\chapter{Quantum mechanics}
+\part{Quantum mechanics}
+
+\chapter{Fundamental concepts}
+
+\section{Variational method}
+\label{sec:var_meth}
+
+\chapter{Quantum dynamics}
+
index f7cf91f..20ecfef 100644 (file)
@@ -1 +1,47 @@
-\chapter{Theory of the solid state}
+\part{Theory of the solid state}
+
+\chapter{Atomic structure}
+
+\chapter{Electronic structure}
+
+\section{Noninteracting electrons}
+
+\subsection{Bloch's theorem}
+
+\section{Nearly free and tightly bound electrons}
+
+\subsection{Tight binding model}
+
+\section{Interacting electrons}
+
+\subsection{Density functional theory}
+
+\subsubsection{Hohenberg-Kohn theorem}
+
+Considering a system with a nondegenerate ground state, there is obviously only one ground-state charge density $n_0(\vec{r})$ that correpsonds to a given potential $V(\vec{r})$.
+In 1964, Hohenberg and Kohn showed the opposite and far less obvious result \cite{hohenberg64}.
+For a nondegenerate ground state, the ground-state charge density uniquely determines the external potential in which the electrons reside.
+The proof presented by Hohenberg and Kohn proceeds by {\em reductio ad absurdum}.
+
+Suppose two potentials $V_1$ and $V_2$ exist, which yield the same electron density $n(\vec{r})$.
+The corresponding Hamiltonians are denoted $H_1$ and $H_2$ with the respective ground-state wavefunctions $\Psi_1$ and $\Psi_2$ and eigenvalues $E_1$ and $E_2$.
+Then, due to the variational principle (see \ref{sec:var_meth}), one can write
+\begin{equation}
+E_1=\langle \Psi_1 | H_1 | \Psi_1 \rangle < \langle \Psi_2 | H_1 | \Psi_2 \rangle
+\end{equation}
+Expressing $H_1$ by $H_2+H_1-H_2$
+\begin{equation}
+\langle \Psi_2 | H_1 | \Psi_2 \rangle =
+\langle \Psi_2 | H_2 | \Psi_2 \rangle +
+\langle \Psi_2 | H_1 -H_2 | \Psi_2 \rangle
+\end{equation}
+and the fact that the two Hamiltonians, which describe the same number of electrons, differ only in the potential
+\begin{equation}
+H_1-H_2=V_1(\vec{r})-V_2(\vec{r})
+\end{equation}
+one obtains
+\begin{equation}
+E_1<E2+\int n(\vec{r}) \left( V_1(\vec{r})-V_2(\vec{r}) \right) d\vec{r}
+\end{equation}
+By switching the indices ...
+
index 3ff1bdb..368fabd 100644 (file)
@@ -1 +1 @@
-\chapter{Statistical mechanics}
+\part{Statistical mechanics}