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2017年江西理工大学凝聚态物理(加试)之量子力学教程考研复试核心题库

  摘要

一、计算题

1. 在动量表象中,写出线谐振子的哈密顿算符的矩阵元。 【答案】在坐标表象中,线谐振子的哈密顿算符为:在动量表象中,该哈密顿算符为:

由于动量的本征函数为

故哈密顿算符的矩阵元为:

2. —体系初始时刻的态为

(1)求(2)如果对(3)如果对

其中

进行了测量,并得到结果

计算不确定度

可得

本征值为

可能测得值为

及它们的乘积

测量,能得到哪些结果?相应的概率又是多少?

【答案】(1)由公式故

(2)由题意,m=-l,0, 1

概率

概率

概率(3)易知

于是有

.

因此

3. 求一宽度为a 且关于原点对称的一维无限深势阱中粒子的坐标在能量表象中的矩阵元. 【提示:

【答案】【注:题中所给积化和差公式有误,正确的积化和差公式为在势阱内有定态方程

处于定态时有

则有

由于势函数满足(1)满足偶宇称时有则

则波函数满足奇宇称或偶宇称.

注意到①有

注意到波函数乘以一个常数描述的仍为同一个状态,则(2)同理,对奇宇称有

再考虑到归一化条件

综合(1)(2)讨论有波函数

本征能量矩阵元即

若m=n, 可得到若

则可得到

4. 设在平行于y 轴的磁场中,一个电子的哈密顿为旋算符,在t=0时刻,电子处在【答案】粒子的哈密顿量

本征值为

因此定态方程

t 时刻,电子波函数满足:

因为

故:

其中,为自的解为:

的本征态,求以后t 时刻电子所处状态的表示式。