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2018年沈阳工业大学理学院612量子力学考研仿真模拟五套题

  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. 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

3. 波函数的统计解释是:波函数在空间某一点处的_____和在该点扰到粒子的_____成正比。 【答案】强度;几率 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

【答案】

二、计算题

5. 求电荷为q 的一维谐振子在外加均匀电场E 中的能级,

哈密顿量为

【答案】记常数,且x ,p 换为

则哈密顿量可时的哈密顿量

对易关系不变,而这不影响原有的能级,所以

6. 已知厄米算符. (1)在A 表象中算符

相比,相差一

满足

的矩阵表示。

且求:

(2)在B 表象中算符的本征值和本征函数。 (3)从A 表象到B 表象的么正变换矩阵S 。 【答案】(1)由于所以,

所以算符的本征值是

因为在A 表象中,算符的矩阵是对角矩阵,

在A 表象中算符的矩阵是

:设在A 表象中算符

的矩阵是由于

所以:

利用

得:

则有:

所以:

则有:令

其中为任意实常数,得在A 表象中的矩阵表示式为:

(2)类似地,可求出在B 表象中算符的矩阵表示为:在B 表象中算符的本征方程为:

α和β不同时为零的条件是上述方程的系数行列式为零,即对

有:

有:

所以,在B 表象中算符的本征值是

,本征函数为:

和-(3)类似地,在A 表象中算符的本征值是

可得:

则有:

由于是厄米算符,

本征函数为:

从A 表象到B 表象的么正变换矩阵就是将算符在A 表象中的本征函数按列排成的矩阵,即:

7. 设粒子从

入射,进入一维阶跃势场:当x <0时,如果粒子能量

而当x >0时

(1)写出波动方程式并求解; (2)求透射系数;

(3)求反射系数并求与透射系数之和. 【答案】(1)粒子波动方程为

则方程的解为

其中第一部分为入射波,第二部分为反射波

.

此即透射波函数.

由波函数连续及波函数导数连续有

解得

则波函数为其中

(2)由概率流密度公式入射波函数概率流密度为

:反射波函数概率流密度为

:透射波函数概率流密度为

:透射系数即(3)反射系数即显然R+T=l.

可知