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2018年大连理工大学材料科学与工程学院806量子力学考研仿真模拟五套题

  摘要

一、填空题

1. 不确定关系是微观粒子_____性质的数学表述。

【答案】波粒二象性

2. 波函数的统计解释是:波函数在空间某一点处的_____和在该点扰到粒子的_____成正比。 【答案】强度;几率

3. (1)体系处在用归一化波函数算符的本征函数系展开. 即

描述的状态. 且此波函数可以按力学量A 所对应的厄米认为

是归一的,则决定系数的表达式为_____。

_____。

(2)题(1)中设是算符的本征值,则力学量A 的平均值果的概率为_____。 【答案】(1)【解析】由题意考虑到正交归一化条件(2)

以及正交归一化条件

在上式两边乘以

并积分得

(3)题(1)中当对体系进行力学量A 测量时,测量结果一般来说是不确定的. 但测量得到某一结

【解析】由平均值定义式(3)

为确定

在上式两边乘以有

而概率应该为为定值. 4.

表示_____,几率流密度表示为_____。 【答案】几率密度;

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【解析】由题意考虑到正交归一化条件

并积分得

二、计算题

5. —个电子在沿正Z 方向的均匀磁场B 中运动(只考虑自旋),在t=0时测量到电子自旋沿正X 方向,求在t >0时的自旋波函数以及的平均值. 【答案】

表象下,

可以解得

其中

时态矢为:

分别为朝上和朝下时的波函数.

即t=0

时刻电子自选波函数

电子由于自旋产生的能量对应哈密顿量为:故

状态为的本征态,对应本征值为:

t >0时刻电子自旋波函数应为

写成矩阵形式,即

平均值为

6. 氢原子处在基态(1)r 的平均值; (2)动能的平均值; (3)动量的概率分布函数. 【提示:

【答案】(1) r 的平均值即

求:

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5.10仿照5.3节,在直角坐标系中求解二维各向同性谐振子的能级

和简并度,与三维各向同性谐振子比较.[上]3.9题 (2)由维里定理

(为势能关于r 的幂次)有动能平均值

其中玻尔半径

而氢原子基态能量为

5.10仿照5.3节,在直角坐标系中求解二维各向同性谐振子的能级和简并

度,与三维各向同性谐振子比较.[上]3.9题5.10仿照5.3节,在直角坐标系中求解二维各向同性谐振子的能级和简并度,与三维各向同性谐振子比较.

7. 求电荷为q 的一维谐振子在外加均匀电场E 中的能级,

哈密顿量为

【答案】记常数,且x ,p 换为

则哈密顿量可时的哈密顿量

对易关系不变,而这不影响原有的能级,所以

8. 已知二阶矩阵A 、B 满足:【答案】根据定义由于

故得:

有:

相比,相差一

在B 表象中,求出矩阵A 、B 。

由此式求出B 的本征值为0,1。

在B 表象中,B 为对角矩阵,对角矩阵元等于本征值,所以B 可以表示为:

设:

则有:

由③可得:由③可得:

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