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2017年华北电力大学(保定)数理系808量子力学考研冲刺密押题

  摘要

一、填空题

1. 一维谐振子升、降算符密顿量H 用N 或【答案】

、a 的对易关系式为_____; 粒子数算符N 与、a 的关系是 ; 哈

、a 表示的式子是_____;N (亦即H )的归一化本征态为_____。

2. 描述微观粒子运动状态的量子数有_____; 具有相同n 的量子态,最多可以容纳的电子数为_____个。 【答案】

中运动,其状态波函数

3. 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】

4. 二粒子体系,仅限于角动量涉及的自由度,有两种表象,分别为_____和_____; 它们的力学量完全集分别是_____和_____; 在两种表象中,各力学量共同的本征态分别是_____和_____。 【答案】耦合表象;非耦合表象

5. 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

6. 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.

二、简答题

7. 电子在位置和自旋表象下,波函数【答案】

利用

的几率密度;

表示粒子在

如何归一化?解释各项的几率意义。

进行归一化,其中

的几率密度。

表示粒子在

|

8. 解释量子力学中的“简并”和“简并度”。

【答案】一个能级对应多个相互独立的能量本征函数的现象称为“简并”;一个能级对应的本征函数的数目称为“简并度”。

9. 波函数

是否描述同一状态?

【答案】

与描写的相对概率分布完全相同,描写的是同一状态。

10.反常塞曼效应的特点,引起的原因。 【答案】原因如下:

(1)碱金属原子能级偶数分裂; (2)光谱线偶数条;

(3)分裂能级间距与能级有关;

(4)由于电子具有自旋。

11.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

12.分别写出非简并态的一级、二级能量修正表达式。 【答案】

13.什么样的状态是定态,其性质是什么?

【答案】定态是能量取确定值的状态,其性质:定态之下不显含时间的力学量的取值几率和平均值不随时间改变

14.何谓正常塞曼效应?何谓反常塞曼效应?何谓斯塔克效应?

【答案】在强磁场中,原子发出的每条光谱线都分裂为三条的现象称为正常塞曼效应。在弱磁场中,原子发出的

每条光谱线都分裂为

条(偶数)的现象称为正常塞曼效应。原子置于外

电场中,它发出的光谱线会发生分裂的现象称为斯塔克效应。

可以为复函数。

三、证明题

15.假设A 、B 、C 是三个矩阵,证明【答案】

16.粒子自旋处于

的本征态

【答案】易知但是

,(常数)

同理,可得

因此:

所以有:

试证明

的不确定关系

所以

四、计算题

17.若两个中子的相互作用哈密顿为是什么。(设没有外场)

【答案】解法一:设总自旋

:

其中g 为作用常数,和

分别为两个中子的自

旋算符, 求分的本征值和本征函数。如果同时计入中子的空间波函数,则两中子体系的总波函数

而两中子的自旋波函数只有四种情况(即有4个本特征态)。 自选交换对称波函数:

自旋交换反对称波函数:

显然

对易,二者有共同的本征态: