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2018年大连理工大学盘锦校区商学院806量子力学考研基础五套测试题

  摘要

一、填空题

1. 二粒子体系,仅限于角动量涉及的自由度,有两种表象,分别为_____和_____; 它们的力学量完全集分别是_____和_____; 在两种表象中,各力学量共同的本征态分别是_____和_____。 【答案】耦合表象;非耦合表象

2. 微观粒子的状态由波函数描述,波函数一般应满足的三个条件是_____、_____、_____。 【答案】连续性;有限性;单值性 3.

为氢原子的波函数(不考虑自旋),【答案】主;角;磁;

4. 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_____。 大于时,视为经典体系。

分别称为_____量子

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

【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

二、计算题

5. 设有三个

自旋算符

组成的系统,其哈密顿量为

(1)给出系统的力学量完全集; (2)求解能级;

(3)给出每一个能级的简并度. 为书写简单计,可令约化普朗克常数【答案】哈密顿量为

其中

能量与无关,可由

时,能量为

时,能量为

故系统的力学量完全集为完全确定

.

时,能量为

.

可取值个数确定,则

完全确定时,能级简并度将仅由

可取值的个数为2, 故简并度为

2.

可取值个数为2,故简并度为

2. 可取值个数为4,故简并度为4.

6. 考虑一维双势阱:

(1)推导在x=a处波函数的连接条件. (2)对于偶宇称的解,即征值的数目.

【答案】(1)薛定谔方程可表示为

OT 为粒子质量,

为方程的奇点,在x=a

点处

对上述方程积分

得出

(2)由题意知当x >a 时

,当-a <x <a 时,

其中

其中

考虑到束缚态,因此解为

考虑到偶宇称,因此解为

结合x=a处的边界条件和此处的波函数连续条件,可得

化去A , C后可得,

此即能量本征值所需要满足的方程.

不存在,表现为

不连续。

求束缚态能量本征值满足的方程,并用图解法说明本

其中

所以满足此方程的本征值只有一个.

7. 给定方向的单位矢量:

而为Pauli 矩阵算符,定义算符(1)计算在(2)设在

【答案】(1)

表象中:

本征值为

本征函数为

则:

解得:当

时,

并利用归一化条件可以取

表象中的本征态:

计算在该态上测量

所得的可能测量值及相应几率。

的本征值和本征函数。

当(2)设

时,并利用归一化条件,可以取

已知

因此测量

可能的测量值为

其中结果为1的

概率为: