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2017年北京市培养单位物理学院811量子力学考研导师圈点必考题汇编

  摘要

一、填空题

1. 对氢原子,不考虑电子的自旋,能级的简并度为_____,考虑自旋但不考虑自旋与轨道角动量的耦合时,能级的简并度为_____。

【答案】

2. 玻恩关于波函数统计解释的基本论点是_____。

【答案】物质的本源是粒子;波动性是指微观粒子处于某一物理量值的统计几率

3.

当对体系进行某一力学量的测量时. 测量结果一般来说是不确定的. 测量结果的不确定性来源于_____.

【答案】测量的干扰

【解析】当我们对物理量进行测量时,不可避免地对体系施加影响,而这影响将导致体系的波函数发生变化,这最终导致对物理量的测量的不确定性.

4. 称_____、_____、_____等固有性质完全相同的微观粒子为_____。

【答案】质量;电荷;自旋;全同粒子

5. 普朗克的量子假说揭示了微观粒子_____特性,爱因斯坦的光量子假说揭示了光的_____性。 【答案】粒子性;波粒二象性

【解析】普朗克为解释黑体辐射规律而提出量子假说

爱因斯坦后来将此应用到了光电效应

上,并因此获得诺贝尔奖,二人为解释微观粒子的波粒二象性作出了重大贡献,这为量子力学的诞生奠定了基础.

6. 力学量算符必须是_____算符,以保证它的本征值为_____. 【答案】厄米;实数

【解析】力学量的测量值必须为实数,即力学量算符的本征值必须为实数,而厄米算符的本征值为实数,于是量子力学中就有了一条基本假设——量子力学中所有力学量算符都是厄米算符.

二、选择题

7. 给出如下对易关系:

【答案】

8. 如果

【答案】C

9. 考虑个无相互作用的玻色子处在一维无限深势阱中,粒子质量为

势阱范围为

则体系的基态能量是( )。

【答案】E

10.量子力学中的力学量用_____算符来表示,量子力学中的力学量算符的矩阵是_____矩阵。 【答案】厄米;厄米

11.对力学量进行测量. 要能得到确定结果的条件是( ) A. 体系可以处于任一态 B. 体系必须处于宏观态 C. 力学量必须是守恒量 D. 体系必须处于的本征态 【答案】D

【解析】若对力学量的测量得到的是确定结果,则要求体系必须处于定态,而处于定态的条件即体系处于力学量对应的本征态.

12.一维运动中,

哈密顿量【答案】

是厄米算符,并且

则下列是厄米算符为( )。

三、证明题

13.设力学量A 不显含时间t ,证明在束缚定态下,【答案】设束缚定态为

即有:

因A 不显含时间t , 所以

14.试证明,表象经么正变换后,不改变算符本征值。 【答案】设可得:

(其中

为幺正变换,则:

可见,本征值不变。

因而有:

四、计算题

15.考虑在无限深势阱(0<x <a )中运动的两电子体系,略去电子间的相互作用以及一切与自旋有关的相互作用,写出体系的基态和第一激发态的波函数和能量,并指出其简并度。 【答案】二电子体系,总波函数反对称。一维势阱中,体系能级为:

(1)基态:

空间部分波函数是对称的

:自旋部分波函数是反对称的:总波函数为:

(2)第一激发态:空间部分波函数: