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2017年北京市培养单位物理研究所811量子力学考研仿真模拟题

  摘要

一、填空题

1. 称_____、_____、_____等固有性质完全相同的微观粒子为_____。

【答案】质量;电荷;自旋;全同粒子

2.

当对体系进行某一力学量的测量时. 测量结果一般来说是不确定的. 测量结果的不确定性来源于_____.

【答案】测量的干扰

【解析】当我们对物理量进行测量时,不可避免地对体系施加影响,而这影响将导致体系的波函数发生变化,这最终导致对物理量的测量的不确定性.

3. 费米子组成的全同粒子体系的波函数具有_____,玻色子组成的全同粒子体系的波函数具有_____。

【答案】对称性;反对称性

4. —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】

5.

一维谐振子升、降算符密顿量H 用N 或【答案】

6. 一粒子的波函数【答案】

则粒子位于

、a 的对易关系式为_____; 粒子数算符N 与

、a 的关系是 ; 哈

、a 表示的式子是_____;N (亦即H )的归一化本征态为_____。

间的几率为_____。

二、选择题

7. 已知体系的哈密顿算符为

下列算符

与对易的有_____。

【答案】

8. 下列算符

【答案】

9. 如果算符表示力学量应的_____。

【答案】确定值;本征值 10.如果

【答案】C

11.假定角动量平方算符的选择为( )

【答案】C

12.设粒子处于态系数的取值为_____【答案】

的可能值为_____

的本征值分别为

是厄米算符,并且

是线性算符的是_____。

那么当体系处于的本征态时,力学量F 有_____。这个值就是相

则下列是厄米算符为( )。

如果则可能是本征值

为归一化波函数的平均值为_____。

为归一化的球谐函数,则

三、证明题

13.—粒子处于势场V (x )中,且势V (x )没有奇点. 假设相应的本征能量色【答案】由题意

是束缚态的波函数,

试证明这两个波函数对应的态矢正交.

并在方程两边同时积分

则由正交归一化条件有

考虑到哈密顿算符的厄米算符性质并利用式Ⅱ有设粒子本征波函数完备集为

态矢为态矢为

Ⅳ、Ⅴ代入Ⅲ有

此即亦即两个波函数对应态矢正交.

14.试证明,表象经么正变换后,不改变算符本征值。 【答案】设可得:

(其中

为幺正变换,则:

可见,本征值不变。

四、计算题

15.质量为m 的粒子在宽度为a 的一维无限深势阱中运动. (a )建立适当的坐标系,写出哈密顿算符,求解定态薛定谔方程. (b )当粒子处于状态率. 其中(c )若上式的

分别是基态和第一激发态.

是t=0时刻的波函数,求粒子在其后任意时刻的波函数.

时,求测量粒子能量时的可能取得及相应的概

【答案】(a )如图建立坐标系,