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2018年山东大学物理学院829量子力学考研强化五套模拟题

  摘要

一、计算题

1. —体系初始时刻的态为

(1)求(2)如果对(3)如果对

其中

进行了测量,并得到结果

计算不确定度

可得

本征值为

可能测得值为

及它们的乘积

测量,能得到哪些结果?相应的概率又是多少?

【答案】(1)由公式故

(2)由题意,m=-l,0, 1

概率

概率

概率(3)易知

于是有

.

因此

2. 两个质量为m 的粒子处于一个边长为a >b >c 的,不可穿透的长盒子中. 求下列条件该体系能量最低态的 波函数(只写出空间部分)及对应能量. (1)非全同离子; (2)零自旋全同离子; (3)自旋为1/2的全同离子.

【答案】单粒子在边长a >b >c 的盒子中的定态波函数和定态能量为

(1)当两粒子是非全同离子时,体系能量最低的波函数为

对应能量为

.

(2)对于零自旋全同离子,体系的波函数必须是交换对称的,则体系能量最低的函波数是

对应能量为

.

(3)对于自旋为1/2的全同粒子,体系的波函数必须是交换反对称的. 自旋已知

对应的本征函数有4个:

是交换反对称的,要配对称的空间波函数;

是交换对称的,要配反对称

对应能量为

.

的空间波函数. 所以体系能量最低的态对应的波函数是

3. 在表象中,求

的本征值和本征态,这里,

方向的单位矢。

【答案】

本征方程为:即:

由此得:

即:

有非零解的条件是:

由此得:

可求得与

对应的本征矢为:

与对应的本征矢为:

4. 粒子在一维无限深势阱中运动. 设该体系受到的微扰作用。(1)利用微扰理论求第n 能级的准至二级的近似表达式. (2)指出所得结果的适用条件. 【答案】(1) 一维无限深方势阱:

体系的零级近似波函数和零级近似能量

求到二级,矩阵元一般形式

则第n 能级的二级近似能量