2017年西安交通大学前沿科学技术研究院722量子力学考研仿真模拟题
● 摘要
一、简答题
1． 扼要说明：
（1）束缚定态的主要性质。
（2）单价原子自发能级跃迁过程的选择定则及其理论根据。
【答案】（1）能量有确定值。力学量（不显含f ）的可能测值及概率不随时间改变。 （2）选择定则：
理论根据：电矩m 矩阵元
2． 现有三种能级【答案】
请分别指出他们对应的是哪些系统。
对应一维无限深势阱；
对应
对应中心库仑势系统，例如氢原子；
一维谐振子．
3． 能级的简并度指的是什么？
【答案】能级简并度是指对应于同一能量本征值的线性无关的本征态个数。
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？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． 斯特恩—革拉赫实验证明了什么？ 【答案】（1）半整数内禀角动量在存在。 （2）空间量子化的事实。
（3）电子自旋磁矩需引入2倍关系。
6． 分别写出非简并态的一级、二级能量修正表达式。 【答案】
体积元中粒子出现的几率密度。
的物理含义是什
7． 什么是定态？若系统的波函数的形式为处于定态？
问是否
【答案】体系能量有确定的不随时间变化的状态叫定态，定态的概率密度和概率流密度均不随时间变化. 不是，体系能量有E 和-E 两个值，体系能量满足一定概率分布而并非确定值.
8． 厄米算符的本征值与本征矢分别具有什么性质？
【答案】本征值为实数，本征矢为正交、归一和完备的函数系。
9． 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
10．在量子力学中，能不能同时用粒子坐标和动量的确定值来描写粒子的量子状态？
【答案】不能。因为在量子力学中，粒子具有波料二象性，粒子的坐标和动量不可能同时具有确定值。
二、计算题
11．质量为m 的粒子处于角频率为的一维谐振子势中.
（a ）写出在坐标表象中的哈密顿算符，本征值及本征函数（可不归一化）. （b ）写出在动量表象中的哈密顿算符.
（c ）证明在动量表象中，哈密顿算符的矩阵元为
.
【答案】（a ）在坐标表象中一维谐振子的哈密顿算符为本征值和波函数
（b ）在动量表象中坐标算符可表示为
则哈密顿算符为
则一维谐振子的势能为
（c ）在动量表象中哈密顿的矩阵元可表示为
12．—体系未受微扰作用时只有三个能级：能量至二级修正。
【答案】至二级修正的能量公式为
其中
分别为一级和二级修正能量. n=1时，将m=2, 3代入II 式得
n=2时，将m=l, 3代入II 式可得
n=3时，将m=l, 2代入II 式可得
再分别由I 式、III 式、IV 式和V 式可得
13．分别在【答案】（1）在
令
因此有：
现在受到微扰的作用，
微扰矩阵元为
和c 都是实数. 用微扰公式求
表象中，求出表象中
的矩阵表示，并求出由表象到知
表象的变换矩阵。的本征值为±1，故
：
应为对角矩阵，对角元为的本征值，由
因是厄米算符，
有
所以即a 、d 为实数
，