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2017年上海师范大学数理学院892量子力学基础考研冲刺密押题

  摘要

一、填空题

1. 判别一个物理体系是经典体系还是量子体系的基本标准是_____。

【答案】当物理体系的作用量与A 相比拟时,该物理体系视为量子体系;当物理体系的作用量远大于时,视为经典体系。 2.

【答案】主;角;磁;

3. —粒子的波函数为【答案】

4 设体系的状态波函数为.量

的关系为_____。

如在该状态下测量力学是F 在确定的值

则力学量算符与态矢

为氢原子的波函数(不考虑自旋),

写出粒子位于

分别称为_____量子

数、_____量子数、_____量子数,它们的取值范分别为_____、_____、_____。

间的几率的表达式_____。

【答案】

5. 玻恩关于波函数统计解释的基本论点是_____。

【答案】物质的本源是粒子;波动性是指微观粒子处于某一物理量值的统计几率

6. —个电子运动的旋量波函数为

则表示电子自旋向上、位置在处

的几率密度表达式为_____,表本电子自旋向下的几率的表达式为_____。 【答案】

二、简答题

7. 将描写的体系量子状态波函数乘上一个常数后,所描写的体系量子状态是否改变? 【答案】不改变。根据

对波函数的统计解释,描写体系量子状态的波函数是概率波,由于

粒子必定要在空间中的某一点出现,所以粒子在空间各点出现的概率总和等于1,因而粒子在空间

各点出现概率只决定于波函 数在空间各点的相对强度。

8. 以能量这个力学量为例,简要说明能量算符和能量之间的关系。 【答案】在量子力学中,

能量

用算符表示,

当体系处于某个能量

的作用是得到这一本征值,即

当体系处于一般态

的本征态

时,算符对

的作

时,算符对态

,即用是得到体系取不同能量本征值的几率幅(从而就得到了相应几率)

9. 简述波函数的统计解释。

【答案】波函数在空间某一点的强度(振幅绝对值的平方)和在该点找到粒子的几率成正比。

10.假设体系的哈密顿算符不显含时间,而且可以分为两部分:一部分是(非简并)和本征函数

已知:另一部分

很小,可以看作是加于

它的本征值

上的微扰. 写出在非简并

状态下考虑一级修正下的波函数的表达式? 及其包括了一级、二级能量的修正的能级表达式。 【答案】一级修正波函数为二级近似能量为其中

11.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

12.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。

13.分别写出非简并态的一级、二级能量修正表达式。 【答案】

14.写出在【答案】

表象中的泡利矩阵。

三、计算题

15.设氢原子处于状态:

(a )测得该原子的能量的可能值为多少? 相应的概率又为多少?

(b )测得的角动量分量的可能值和相应概率为多少?[湖南大学2009研] 【答案】(a )氢原子能级

对应概率为:

对应概率为:

(b )由题意,m=l, ﹣1,0

而可能取值为故

可能取值有

对应概率

对应概率

对应概率

其中,为自的解为:

t 时刻,电子波函数满足:

因为

故:

所以:

a 为玻尔半径. 故氢原子可能能量为

16.设在平行于y 轴的磁场中,一个电子的哈密顿为旋算符,在t=0时刻,电子处在【答案】粒子的哈密顿量

本征值为

因此定态方程

的本征态,求以后t 时刻电子所处状态的表示式。