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2016年福州大学物理与信息工程学院量子力学考研复试题库

  摘要

一、简答题

1. 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。

2. 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

3. 已知为一个算符么正算符?

【答案】满足关系式(a )的为厄密算符,满足关系式(b )的为幺正算符。

4. 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。

满足如下的两式

问何为厄密算符?何为

为实函数,但

可以为复函数。

二、计算题

5. 证明

式中A 为归一化常数

是线性谐振子的本征波函数,并求此本征态对应的本征能量.

【答案】已知线性谐振子的定态波函数和本征能量为

本题中波函数

所以

是线性谐振子的本征波函数,对应量子数n=2, 因此容易得到其,本征能量为

6. 在并将矩阵

的共同表象中,算符4的矩阵为对角化.

其中本征函数:

求的本征值和归一化的本征函数,

【答案】(1)设的本征方程为:

容易解得的本征值和相应的本征态矢分别为

(2)将

表象中

的三个本征矢并列,得到从

表象到

表象变换矩阵

利用变换公式: 7. 给定

得到的对角化矩阵

方向的单位矢量:

计算在该态上测量

所得的可能测量值及相应几率。

而为Pauli 矩阵算符,定义算符(1)计算在(2)设在

【答案】(1)

表象中:

表象中的本征态:

的本征值和本征函数。

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