2016年江西理工大学理学院凝聚态物理之量子力学教程(加试)复试笔试最后押题五套卷
● 摘要
一、简答题
1. 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。
2. 简述波函数的统计解释。
【答案】波函数在空间某一点的强度(振幅绝对值的平方)和在该点找到粒子的几率成正比。
3. 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.
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.
4. 厄米算符的本征值与本征矢
分别具有什么性质?
【答案】本征值为实数,本征矢为正交、归一和完备的函数系。
二、计算题
5. 粒子在一维无限深势阱中运动. 设该体系受到(1)利用微扰理论求第n 能级的准至二级的近似表达式. (2)指出所得结果的适用条件. 【答案】(1) 一维无限深方势阱:体系的零级近似波函数和零级近似能量
求到二级,矩阵元一般形式
则第n 能级的二级近似能量
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的微扰作用。
(2)结果适用的条件是:即
6. 设有三个
自旋算符
组成的系统,其哈密顿量为
试
(1)给出系统的力学量完全集; (2)求解能级;
(3)给出每一个能级的简并度. 为书写简单计,可令约化普朗克常数【答案】哈密顿量为
其中
能量与无关,可由
时,能量为
时,能量为
时,能量为
当
故系统的力学量完全集为完全确定
. .
可取值个数确定,则
完全确定时,能级简并度将仅由
可取值的个数为2, 故简并度为
2.
可取值个数为2,故简并度为
2. 可取值个数为4,故简并度为4.
7. 设无外势场时,质量为能量为E >0的粒子的状态用球面波描写. 试 (1)导出决定S 波(1=0)波函数的常微分方程; (2)求出所有S 波的球面波波函数;
(3)计算对应于S 波解的速度流矢量并作出图示.[南京大学2009研]
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