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一、简答题

1． 如果一组算符有共同的本征函数，且这些共同的本征函数组成完全系，问这组算符中的任何一个是否和其余的算符对易？ 【答案】不妨设这组算符为

.

则对任意波函数

完全系为有：

可见，这组算符中的任何一个均和其余的算符对易。

2． 在量子力学中，能不能同时用粒子坐标和动量的确定值来描写粒子的量子状态？

【答案】不能。因为在量子力学中，粒子具有波料二象性，粒子的坐标和动量不可能同时具有确定值。

依题意

二、计算题

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：

试分别就以下两种情况，求体系的可能（独立）状态数目。

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

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

3+3+9=15种。

4． 两个互作用可以忽略的电子在一维线性谐振子势场中运动，写出系统基态和第一激发态的总波函数。

【答案】单电子波函数的空间部分：

二电子总波函数应为反对称： 基态：第一激发态：

5． 相互不对易的力学量是否一定没有共同的本征态？试举例加以说明。 【答案】相互不对易的力学量可以有共同的本征态。例

如

就是它们的共同本征态，本征值皆为

6． 一粒子在一维无限深势阱【答案】由一维定态薛定谔方程有

相互不对易，

但

中运动，求粒子的能级和对应的波函数.

又在边界处应该满足连续条件故

由归一化条件有故对应能量为

7． 氢原子处于状态（1）求轨道角动量的z

分量（3）求总磁矩【答案】⑴

的平均值。 的z 分量

的平均值。

（2）求自旋角动量的z

分量的平均值。

三、综合分析题

8． 空间转子的转动惯量为I ，电偶极矩为

中

，

为常量。设

受到外电场微扰作用：

其

时转子处在基态，求经过相当长时间后转子处于激发态的概率。

以方向为z 轴方向，则:

【答案】初态

末态几率幅其中

由

和

的正交归一性，

所以有：