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2016年暨南大学量子力学考研复试题库

  摘要

一、简答题

1. 写出在【答案】

2. 自发辐射和受激辐射的区别是什么?

【答案】自发辐射是原子处于激发能级时,可能自发地跃迁到较低能级去,并发射出光子的过程;

受激辐射是处于激发能级低能级的。

3. 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。

4. 分别说明什么样的状态是束缚态、简并态与负宇称态?

【答案】当粒子的坐标趋向无穷远时,波函数趋向零,称之为粒子处于束缚态。若一个本征值对应一个以上的本征态,则称该本征值是简并的,所对应的本征态即为简并态,本征态的个数就是相应的简并度。将波函数中的坐标变量改变一个负号,若新波函数与原波函数相差一个负号,则称其为负宇称态。

的原子被一个频率为

的光子照射,受激发而跃迀到较

同时发射出一个同频率的受激光子的过程。受激辐射的光子是相干的,自发辐射是随机

表象中的泡利矩阵。

二、计算题

5. 平面转子的转动惯量为I ,设绕z 轴转动,受到态能量的一级近似。

【答案】受到微扰之前,系统波函数为对于所有激发态能级,其简并度为二.

设容易得到则

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的微扰作用,求体系激发定

对应能量为

对应零级近似波函数为

于是有方程

再由久期方程

解得:

故体系激发态定态能量的一级近似为:

即能级简并消失了,每个激发态能级都分裂成了两个能级。

6. 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:

7. 考虑自旋为的系统。 (1)试在而4、 5为实常数。

(2)假定此系统处于以上算符的一个本征态上,求测量得到结果为的概率。 【答案】(1)设

则在

表象中

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表象中求算符的本征值及归一化的本征态。其中是角动量算符,