2017年宁波大学理学院872量子力学考研冲刺密押题
● 摘要
一、简答题
1. 假设体系的哈密顿算符不显含时间,而且可以分为两部分:一部分是(非简并)和本征函数
已知:另一部分
很小,可以看作是加于
它的本征值
上的微扰. 写出在非简并
状态下考虑一级修正下的波函数的表达式? 及其包括了一级、二级能量的修正的能级表达式。 【答案】一级修正波函数为二级近似能量为
其中
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. 自旋可以在坐标表象中表示吗?
为实函数,但
可以为复函数。
【答案】自旋是内禀角动量,与空间运动无关,故不能在坐标空间表示出来。
4. 波函数是用来描述什么的?它应该满足什么样的自然条件?的物理含义是什么?
【答案】波函数是用来描述体系的状态的复函数,除了应满足平方可积的条件之外,它还应该是单值、有限和连续的。表示在时刻
附近
5. 什么是塞曼效应?什么是斯达克效应?
体积元中粒子出现的几率密度。
【答案】塞曼效应是原子在外磁场中光谱发生分裂的现象;斯达克效应是原子在外电场作用下光谱发生分裂的现象。
6. 什么是量子跃迁?什么是选择定则?线偏振光和圆偏振光照射下的选择定则有什么区别? 【答案】量子跃迁是指在某种外界作用下,体系在不同的定态之间跃迁。
选择定则:从一个定态到另一个定态之间的跃迁概率是否为零,也即跃迁是否是禁戒的。
线偏振光选择定则:圆偏光选择定则:
7. 量子力学中的力学量算符有哪些性质? 为什么需要这些性质?
【答案】量子力学中力学量算符为厄米算符,因而具有所有厄米算符的性质.
量子力学中力学量算符为厄米算符是由力学量算符本征值必须为实数决定的,比如,力学量的平均值为实数,因而对求平均值的式子求共轭后,其值应该不变,而求平均值时算符求共轭后式子值不变即要求算符为厄米算符.
8. 什么是隧道效应,并举例说明。
【答案】粒子的能量小于势垒高度时仍能贯穿势垒的现象称为隧道效应,如金属电子冷发射和衰变现象都是隧道效应产生的。
9. 如果算符表示力学量那么当体系处于
的本征态时,问该力学量是否有确定的值?
【答案】是,其确定值就是在本征态的本征值。
10.坐标分量算符与动量分量算符的对易关系是什么?并写出两者满足的测不准关系。 【答案】对易关系为
测不准关系为
二、计算题
11.两个自旋为
的非全同粒子构成一个复合体系,设两个粒子间的相互作用为
其中c 为
实常数。设t=0时粒子1的自旋沿z 轴的正方向,粒子2的自旋沿z 轴的负方向,要求: (1)给出H 的本征值,并给出t >0时体系处的状态【答案】(1)体系的哈密顿算符为:
在稱合表象中,本征函数的编号选为:
哈密顿算符在耦合表现中的矩阵形式为:
(2)给出t >0时,测量粒子1的自旋仍处在z 轴正方向的几率。
则可知的本征值为:
依题意可知,初态波函数为:
这样,可以给出t >0时体系处的状态
为:
(2)根据上述分析,测量粒子1的自旋仍处在z 轴正方向的几率为:
12.设
是自旋为1/2的粒子的沿x 、y 与z 轴的自旋算符,而是某一角度.
(1)写出粒子的自旋算符在
表象中的的矩阵形式; (2)将述算符的乘积化简为粒子自旋算符的线性组合.
【答案】⑴•
(2)由公式
且令
其中n 为正整数,则上式即
题中
利用公式则