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2018年北京工商大学理学院716量子力学考研强化五套模拟题

  摘要

一、简答题

1. 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。

2. 自发辐射和受激辐射的区别是什么?

【答案】自发辐射是原子处于激发能级时,可能自发地跃迁到较低能级去,并发射出光子的过程;

受激辐射是处于激发能级低能级的。

的原子被一个频率为

的光子照射,受激发而跃迀到较

同时发射出一个同频率的受激光子的过程。受激辐射的光子是相干的,自发辐射是随机

二、计算题

3. 考虑一维双势阱:

(1)推导在x=a处波函数的连接条件. (2)对于偶宇称的解,即征值的数目.

【答案】(1)薛定谔方程可表示为

OT 为粒子质量,

为方程的奇点,在x=a

点处

对上述方程积分

得出

(2)由题意知当x >a 时

,当-a <x <a 时,

其中

其中

考虑到束缚态,因此解为

考虑到偶宇称,因此解为

结合x=a处的边界条件和此处的波函数连续条件,可得

不存在,表现为

不连续。

求束缚态能量本征值满足的方程,并用图解法说明本

其中

化去A , C后可得,此即能量本征值所需要满足的方程

.

所以满足此方程的本征值只有一个.

4. 若 求【

5. 设两个电子在弹性中心力场中运动,每个电子的势能是能和u (r )相比可以忽略,求这两个电子组成的体系波函数。

【答案】这个一个两电子体系,属于费米子系统。在不考虑电子之间库仑相互作用的情况下,有:

其中

分别为谐振子第m 、n 个能量本征函数。

(2)当

时,由这两电子组成的体系波函数为:

其中:

答案

如果电子之间的库仑

(1)当m=n时,由这两电子组成的体系波函数为:

6. 设质量为m 的粒子处于势场的本征波函数

中,K 为非零常数. 在动量表象中求与能量E 对应

也属于正幂次级数,故有定态方程

【答案】显然势场不含时,属于一维定态问题,而

式中:

则I 式可以化为:令

上方程可化简为

式解得

其中C 为归一化常数。

其中,为自的解为:

7. 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

的本征态,求以后t 时刻电子所处状态的表示式。

t 时刻,电子波函数满足:

因为

故:

所以: