2018年浙江大学人文学院725量子力学之量子力学导论考研强化五套模拟题
● 摘要
一、简答题
1. 归一化波函数是否可以含有任意相因子【答案】可以。因为即用任意相因子归一化。
2. 写出电子在外电磁场【答案】
3. 扼要说明:
(1)束缚定态的主要性质。
(2)单价原子自发能级跃迁过程的选择定则及其理论根据。
【答案】(1)能量有确定值。力学量(不显含f )的可能测值及概率不随时间改变。 (2)选择定则:
理论根据:电矩m 矩阵元
4. 什么是隧道效应,并举例说明。
如果
对整个空间积分也等于1。
对整个空间积分等于1,则
去乘以波函数,既不影响体系的量子状态,也不影响波函数的
中的哈密顿量。
【答案】粒子的能量小于势垒高度时仍能贯穿势垒的现象称为隧道效应,如金属电子冷发射和衰变现象都是隧道效应产生的。
5. 什么是费米子? 什么是玻色子? 两者各自服从什么样的统计分布规律?
【答案】费米子是自旋为半奇数的粒子,玻色子是自旋为整数的粒子. 费米子遵守费米-狄拉克统计规律,玻色子遵从玻色-爱因斯坦统计规律.
6. 自旋可以在坐标表象中表示吗?
【答案】自旋是内禀角动量,与空间运动无关,故不能在坐标空间表示出来。
7. 试比较粒子和波这两个概念在经典物理和量子力学中的含义。
【答案】对于粒子,共同点是颗粒性,即是具有一定质量、电荷等属性的客体;不同点是经典粒子遵循经典决定论,沿确定轨道运动,微观粒子不遵循经典决定论,无确定轨道运动。 对于波,共同点是遵循波动规律,具有相干迭加性;不同点是经典波是与某个客观存在的物理量
的周期性变化在空间中的传播相联系的量子力学中的物质波不存在这样的物理量,它只是一种几率波。
8. —个量子体系处于定态的条件是什么?
【答案】量子体系处于定态的条件是哈密顿算符不显含时间或能量取确定值。
9. 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
10.现有三种能级【答案】一维谐振子.
为实函数,但
可以为复函数。
请分别指出他们对应的是哪些系统。
对应一维无限深势阱;
对应
对应中心库仑势系统,例如氢原子;
二、证明题
11.设力学量A 不显含时间t ,证明在束缚定态下,【答案】设束缚定态为
即有:
因A 不显含时间t , 所以
12.证明,
【答案】因为
可得:
因而有:
三、计算题
13.已知
在的本征态下,计算的平均值。
【答案】
14.考虑在无限深势阱(0<x <a )中运动的两电子体系,略去电子间的相互作用以及一切与自旋有关的相互作用,写出体系的基态和第一激发态的波函数和能量,并指出其简并度。 【答案】二电子体系,总波函数反对称。一维势阱中,体系能级为:
(1)基态:
空间部分波函数是对称的
:自旋部分波函数是反对称的:总波函数为:
(2)第一激发态:空间部分波函数:
自旋部分波函数:
二电子体系的总波函数为:
基态不简并,第一激发态是四重简并的。
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