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】
设
和
的对易关系
之间的测不准关系。
和
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
求
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。