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2016年苏州大学量子力学之量子力学教程复试笔试仿真模拟题

  摘要

一、简答题

1. 非相对论量子力学的理论体系建立在一些基本假设的基础上,试举出二个以上这样的基本假设,并简述之。

【答案】(1)微观体系的状态被一个波函数完全描述,从这个波函数可以得出体系的所有性质。波函数一般应满足连续性、有限性和单值性三个条件。

(2)力学量用厄密算符表示。如果在经典力学中有相应的力学量,则在量子力学中表示这个力学量的算符,由经典表示式中将动量换为算符数。

(3)将体系的状态波函数

用算符的本征函数展开:

则在

盔中测量力学量得到结果为

(4)体系的状态波函数满足薛定谔方程

其中是体系的哈密顿算符。

的几率是

得到结果在

范围内的几率是

得出。表示力学量的算符组成完全系的本征函

(5)在全同粒子所组成的体系中,两全同粒子相互调换不改变体系的状态(全同性原理)。 以上选三个作为答案。

2. 能级的简并度指的是什么?

【答案】能级简并度是指对应于同一能量本征值的线性无关的本征态个数。

3. 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

4. 试设计一实验,从实验角度证明电子具有自旋,并对可能观察到的现象作进一步讨论。 【答案】让电子通过一个均匀磁场,则电子在磁场方向上有上下两取向,再让电磁通过一非均匀磁场,则电子分为两束。

二、计算题

5. 设有三个

自旋算符

组成的系统,其哈密顿量为

(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

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.

6. 考虑相距2a 、带电为e 和一e 的两个粒子组成的一个电偶极子,再考虑一个质量为m 、带电为e 的入射粒子,其入射波矢k 垂直于偶极子方向,见图求在玻恩近似下的散射振幅,并确定微分散射截面取最大值的方向。

【答案】电偶极子势能为 由波恩近似有散射振幅为散射微分截面为式中

【积分未完成】

此即所求表达式.