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2017年华东师范大学理工学院物理学系622量子力学(A)考研冲刺密押题

  摘要

一、填空题

1 用球坐标表示,粒子波函数表为.

写出粒子在球壳

中被测到的几率_____。

【答案】

2. 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.

3. 称_____等固有性质_____的微观粒子为全同粒子。

【答案】质量;电荷;自旋;完全相同

4. 自旋为_____的微观粒子称为费米子,它们所组成的全同粒子体系的波函数具有_____, 自旋为_____的微观粒子称为玻色子,它们所组成的全同粒子体系的波函数具有_____。 【答案】的奇数倍;反对称变换

的整数倍;对称变换

5. 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

6. 一质量为的粒子在一维无限深方势阱为_____, 能级表达式为_____。 【答案】

中运动,其状态波函数

二、简答题

7. 分别写出非简并态的一级、二级能量修正表达式。 【答案】

8. 有人说“在只考虑库仑势场情况下,氢原子原有本征态都存在实的轨道波函数”,你是否同意这种说法, 简述理由。

【答案】不同意。因为为实函数,但

9. 以能量这个力学量为例,简要说明能量算符和能量之间的关系。 【答案】在量子力学中,

能量

用算符表示,

当体系处于某个能量

的作用是得到这一本征值,即

当体系处于一般态

可以为复函数。

的本征态时,算符对

的作

时,算符对态

,即用是得到体系取不同能量本征值的几率幅(从而就得到了相应几率)

10.如果一组算符有共同的本征函数,且这些共同的本征函数组成完全系,问这组算符中的任何一个是否和其余的算符对易? 【答案】不妨设这组算符为.

则对任意波函数

完全系为有:

可见,这组算符中的任何一个均和其余的算符对易。

11.写出角动量的三个分量【答案】这三个算符的对易关系为

12.写出泡利矩阵。 【答案】

13.什么是定态?若系统的波函数的形式为处于定态?

【答案】体系能量有确定的不随时间变化的状态叫定态,定态的概率密度和概率流密度均不随时间变化. 不是,体系能量有E 和-E 两个值,体系能量满足一定概率分布而并非确定值.

14.量子力学中的力学量算符有哪些性质? 为什么需要这些性质?

【答案】量子力学中力学量算符为厄米算符,因而具有所有厄米算符的性质.

依题意

的对易关系.

问是否

量子力学中力学量算符为厄米算符是由力学量算符本征值必须为实数决定的,比如,力学量的平均值为实数,因而对求平均值的式子求共轭后,其值应该不变,而求平均值时算符求共轭后式子值不变即要求算符为厄米算符.

三、计算题

15.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【答案】⑴(2) 所以

|

(3)对于本征态

其对应的能量为:

角动量:

角动

本征函数可以表示为

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.

量的z 分量:

16.力学量在自身表象中的矩阵表示有何特点?

【答案】力学量在自身表象中的矩阵是对角的,对角线上为的本征值。

17.简述能量的测不准关系。

【答案】能量测不准关系的数学表示式为

即微观粒子的能量与时间不可能同时进行

准确的测量,其中一项测量的越精确,另一项的不确定程度越大。

18.一质量为m 的粒子,可在宽为a 无限深势阱当中自由运动. 在t=0的初始时刻其波函数为

其中A 为实常数. (1)求A 使平均值?

满足归一化条件.

(2)如果进行能量测量,则能得到哪些能量值? 相应取这些能量值的概率又是多少? 再计算能量的