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2016年广西师范大学物理科学与技术学院量子力学复试笔试最后押题五套卷

  摘要

一、简答题

1. 假设体系的哈密顿算符不显含时间,而且可以分为两部分:一部分是(非简并)和本征函数

已知:另一部分

很小,可以看作是加于

它的本征值

上的微扰. 写出在非简并

状态下考虑一级修正下的波函数的表达式? 及其包括了一级、二级能量的修正的能级表达式。 【答案】

一级修正波函数为二级近似能量为其中

2. 分别说明什么样的状态是束缚态、简并态与负宇称态?

【答案】当粒子的坐标趋向无穷远时,波函数趋向零,称之为粒子处于束缚态。若一个本征值对应一个以上的本征态,则称该本征值是简并的,所对应的本征态即为简并态,本征态的个数就是相应的简并度。将波函数中的坐标变量改变一个负号,若新波函数与原波函数相差一个负号,则称其为负宇称态。

3. 描写全同粒子体系状态的波函数有何特点?

【答案】描写全同粒子体系状态的波函数只能是对称的或者反对称的,它们的对称性不随时间变化。

4. 电子在位置和自旋表象下,波函数【答案】

利用

的几率密度;

表示粒子在

如何归一化?解释各项的几率意义。

进行归一化,其中

的几率密度。

表示粒子在

|

二、计算题

5. 己知氢原子的径向波函数(1)求归一化常数A. (2)己知连带勒让德函数(3)对于本征态

求氢原子的归一化本征函数

其对应的能量、角动量、角动量z 分量各是多少?

其中a 为波尔半径.

【答案】⑴(2) 所以

本征函数可以表示为

|

(3)对于本征态量的z 分量:

6. 已知厄米算符. (1)在A 表象中算符

满足

的矩阵表示。

求:

其对应的能量为:

角动量:

角动

(2)在B 表象中算符的本征值和本征函数。 (3)从A 表象到B 表象的么正变换矩阵S 。 【答案】(1)由于所以,

在A 表象中算符的矩阵是

:设在A 表象中算符

的矩阵是由于

所以:

则有:

所以:

则有:令

其中为任意实常数,得在A 表象中的矩阵表示式为:

所以算符的本征值是因为在A 表象中,算符的矩阵是对角矩阵,

利用

得:

由于是厄米算符,