2018年天津工业大学电子与信息工程学院819量子力学考研核心题库
● 摘要
一、填空题
1． 不确定关系是微观粒子_____性质的数学表述。 【答案】波粒二象性
2． —粒子的波函数为【答案】 3．
表示_____，几率流密度表示为_____。
写出粒子位于间的几率的表达式_____。
【答案】几率密度；
4． 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.
5． 力学量算符必须是_____算符，以保证它的本征值为_____. 【答案】厄米；实数
【解析】力学量的测量值必须为实数，即力学量算符的本征值必须为实数，而厄米算符的本征值为实数，于是量子力学中就有了一条基本假设——量子力学中所有力学量算符都是厄米算符.
6． 费米子组成的全同粒子体系的波函数具有_____，玻色子组成的全同粒子体系的波函数具有_____。
【答案】对称性；反对称性
二、计算题
7． 验证球面波
满足自由粒子的薛定谔方程：
（注：
其中
代表仅与角度有关的微分算符）
【答案】
故
则
故
由（1）（2）（3）式可得
8． 在表象中，电子波函数可表示为【答案】式中，波函数
，
代表
（自旋向上）的状态波函数，
代表
简要说明其物理意义。 （自旋向下）的状态此即所需证明方程.
代表自旋向上的概率
，
代表自旋向下的概率，归一化表示为
：
9． 对于一个限制在边长为L 的立方体中的自旋为1/2、质量为m 的粒子，计算基态与第二激发态的本征能量及相应的本征态波函数.
【答案】这是一个三维方势阱问题，例子波函数为
S 为自旋波函数. 可分离变量得
最终解得
代表例子自旋朝上和朝下两种状态.
由于粒子自旋此时并不会对粒子能量产生影响，故
粒子能量基态：对应波函数为：例子第一激发态能量：对应波函数有：
第二激发态能量：对应波函数有：