2018年天津理工大学材料科学与工程学院805量子力学考研基础五套测试题
● 摘要
一、计算题
1． 设
是自旋为1/2的粒子的沿x 、y 与z 轴的自旋算符，而是某一角度.
（1）写出粒子的自旋算符在
表象中的的矩阵形式； （2）将述算符的乘积化简为粒子自旋算符的线性组合.
【答案】⑴•
（2）由公式
且令
其中n 为正整数，则上式即
题中
利用公式则
结合
可得
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2． 在自旋向上的状态中，测量有哪些可能的值？这些可能的值各以多大的几率出现？ &的平均值是多少？
【答案】（1）自旋角动量在空间任意方向在表象，的矩阵元为：
的投影为：
其相应的久期方程为：即：利用解得：
的本征函数的矩阵表示为
可得：
所以，的本征值为（2）设对应于
则：
由归一化条件，得：
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可见，的可能值为而
相应的几率为
3． 某物理体系由两个粒子组成，粒子间相互作用微弱，可以忽略。已知单粒子“轨道”态只有3种
：
（1）无自旋全同粒子。 （2）自旋
的全同粒子（例如电子）。
【答案】（1） s=0, 为玻色子，体系波函数应交换对称。
有如下六种：
（2）
单粒子态共有如下六种：
任取两个，可构成体系（交换）反对称态，如：
体系态共有或者，
从
种，即十五种。
三种轨道态任取两个，则可以构成一种轨道对称
态
及一种反对称态
态，共三种。 后者应与自旋三重态但轨道对称态还有3+3+9=15种。
相乘而构成体系反对称态，共3×3 = 9种。
型，共三种型，各与自旋单态配合，共三种体系态，故体系态共
前者应与自旋单态
相乘，而构成体系反对称
试分别就以下两种情况，求体系的可能（独立）状态数目。
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