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一、简答题

1． 自旋可以在坐标表象中表示吗？

【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。

2． 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。

二、计算题

3． 设在平行于y 轴的磁场中，一个电子的哈密顿为旋算符，在t=0时刻，电子处在【答案】粒子的哈密顿量

本征值为

因此定态方程

t 时刻，电子波函数满足：

因为

故：

所以：

4． 相互不对易的力学量是否一定没有共同的本征态？试举例加以说明。 【答案】相互不对易的力学量可以有共同的本征态。例

如

相互不对易，但

其中，为自的解为：

的本征态，求以后t 时刻电子所处状态的表示式。

就是它们的共同本征态，本征值皆为

5． 考虑自旋为的系统。 （1）试在

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，

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）设设本征值为

有

则在

设

解得本征态为：

（2）在

表象中，

的本征态为

故发现

的概率为：

6． 若两个中子的相互作用哈密顿为是什么。（设没有外场）

【答案】解法一：

设总自旋

则:

其中g 为作用常数，和

分别为两个中子的自

旋算符， 求分的本征值和本征函数。如果同时计入中子的空间波函数，则两中子体系的总波函数

表象中

为归一化的本征态，

则由本征方程

而两中子的自旋波函数只有四种情况（即有4个本特征态）。 自选交换对称波函数：

自旋交换反对称波函数：

显然

与对易，二者有共同的本征态：

即的本征值为的对应波函数为

即的本征值为解法二：选择的本征态为对应特征值因为

时对应的函数为

表象（因为

（对应特征值的本征态，

相互对易）。

（对应本征值本征态为

）。

），对应本征值

对易，所以两中子的体系的波函数可以由的本征态的乘积构成如下四种情

况（结合全同粒子满足的波函数的对称性要求）：

自旋交换对称态：

自旋交换反对称态：又因为：

把以上格式代入