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2018年中南大学物理与电子学院909量子力学考研仿真模拟五套题

  摘要

一、填空题

1. 总散射截面Q 与微分散射截面

的关系是_____。

【答案】

2. 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】

3. 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诞生奠定了基础.

4. 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

5. 在量子力学原理中. 体系的量子态用希尔伯特空间中的_____来描述. 而力学量用_____描述. 力学量算符必为_____算符,以保证其_____为实数.

【答案】函数矢量;张量(一般是二阶张量,即矩阵);厄米;本征值

【解析】希尔伯特空间中的函数矢量对应体系的量子态,力学量对应张量,一般情况下力学量对应二阶张量,也就是矩阵. 力学量算符必须保证其厄米性,否则将导致测量值即其本征值不是实数,这显然不符合事实.

6. —粒子的波函数为【答案】

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

写出粒子位于间的几率的表达式_____。

二、选择题

7. 正交归一性表示为_____,如果算符是厄米算符,则它满足_____。 【答案】

8. 下面关于厄米算符的定义式中. 正确的为( )

.

【答案】A

【解析】量子力学中力学量对应的算符必须为厄米算符,这是因为力学量算符的本征值必须为实数. 厄米算符定义式为

9. 量子谐振子的能量是( )

.

【答案】A

【解析】

由于谐振子的哈密顿算符为

10.(1)【答案】

【答案】C

12.中心力场中,算符的式子是( ) A. B. C. D. 【答案】C

_____;(2)

哈密顿与坐标的对易式

( )。

_____。

而本征值为n ,

于是谐振子能量为

11.—维问题中的哈密顿量为

的共同征函数为则关于这两个算符的本征值方程正确

三、计算题

13.两个互作用可以忽略的电子在一维线性谐振子势场中运动,写出系统基态和第一激发态的总波函数。

【答案】单电子波函数的空间部分:

二电子总波函数应为反对称: 基态:第一激发态:

14.简述测不准关系的主要内容,并写出坐标和动量【答案】

的对易关系

之间的测不准关系。

依次表示

这个关系

是一个算符或普通的数。以

则有

和在态中的平均值,令

式称为测不准关系。 坐标和动量

之间的测不准关系为:

15.假设一个定域电子(忽略电子轨道运动)在均匀磁场中运动,磁场S 沿轴正向,电子磁矩在均匀磁场

中的势能表示

这里

为电子的磁矩。自旋用泡利矩阵

(1)求定域电子在磁场中的哈密顿量,并列出电子满足的薛定谔方程:(2)假设(3)求

时,电子自旋指向x 轴正向,即时,电子自旋指向y 轴负向,即

时,自旋的平均值。

的几率是多少?

【答案】(1)忽略电子轨道运动,其中,

是玻尔磁子。