2017年暨南大学计算物理;量子力学;热力学与统计物理之量子力学复试实战预测五套卷
● 摘要
一、计算题
1． 已知征值。 【答案】中，
表示力学量，因而是厄密算符，因此，
算符也为厄米算符。可知，
表象
i 算符的本征值均为±1。有：
当设
时，
本征函数为表象中表示为
时，本征函数为
因此有：
算符，在
表象中给出
的矩阵表达式，并示出它们的本征函数及本
由厄米算符的定义，可知a 、c 必为实数，
又
由此有a=c=0, 则再由由
可得：
代入得：
取b=l，可得：
由
分别代回本征方程
同理可得，
的本征值为±1，相应的本征函数为：
2． （1）写出全同粒子体系的态所满足的交换对称性以及随时间演化的动力学方程； （2）考虑由2
个全同费米子（
）组成的体系，
设可能的单粒子态为
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可知其相应的本征函数为：
试用
表示出体系可能的状态。
【答案】（1）全同粒子系的波函数
：随时间演化的动力学方程
：（2）用
对称性波函数
；
反对称性波函数。其
表示出体系可能的状态如下：
3． 质量为m 的粒子处于角频率为的一维谐振子势中.
（a ）写出在坐标表象中的哈密顿算符，本征值及本征函数（可不归一化）. （b ）写出在动量表象中的哈密顿算符.
（c ）证明在动量表象中，哈密顿算符的矩阵元为
.
【答案】（a ）在坐标表象中一维谐振子的哈密顿算符为本征值和波函数
（b ）在动量表象中坐标算符可表示为
则哈密顿算符为
（c ）在动量表象中哈密顿的矩阵元可表示为
4． 设一维简谐振子的初始（t=0）波函数为
为简谐振子的三个（n=0, 1，2）最低能量的定态波函数. 试求 （1）系数A = ? （2）t 时刻的波函数（3）t 时刻的能量平均值.
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则一维谐振子的势能为
其中
【答案】（1）由波函数的正交归一化条件有
故
（2） —维谐振子能量为故
t 时刻波函数为
（3）
各自对应概率为
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均与时间无关，故t 时刻粒子能量平均值为
5． 在自旋态【答案】
下，求在自旋态j
下：
所以有：
6． 设已知在，值为
的共同表象中，算符
的矩阵分别为
试在取
的本征态下求的可能取值和相应的概率及的平均值.
设
的本征态矢为
则由
【答案】可能取得的值有
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