克喇末-克勒尼希关系

克兹末-克勒尼希关系是双向数学关系,连接在上半平面解析的任何复函数的实部和虚部。 这些关系通常用于从物理系统中的响应函数的虚部计算实部(反之亦然),因为对于稳定系统,因果关系意味着解析性条件,反之,解析性意味着相应稳定物理系统的因果关系 . 该关系以 Ralph Kronig 和 Hans Kramers 的名字命名。

推导

证明从柯西剩余定理在复数积分中的应用开始。 我们选择轮廓来追踪实轴,在 ω ′ = ω 处的极点上有一个驼峰,以及在上半平面中的一个大半圆。 然后,我们将积分分解为沿这三个轮廓线段的每一个的贡献,并将它们传递给极限。 半圆段的长度按比例增加 | ω ′ | ,但它的积分在极限处消失,因为 χ ( ω ′ ) 比 1 / | 消失得更快 ω ′. 我们只剩下沿实轴的线段和围绕极点的半圆。

最后一个表达式中的第二项是使用留数理论获得的,更具体地说是 Sokhotski–Plemelj 定理。克喇末-克勒尼希关系

物理解释和替代形式

我们可以将 Kramers–Kronig 形式主义应用于响应函数。 在某些线性物理系统中,或在信号处理等工程领域中,响应函数 χ ( t − t ′ )  描述了一些时间相关的属性 P ( t ) 在时间 t ′ 响应冲量 F ( t ′ ) 。

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