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2016年云南师范大学物理与电子信息学院量子力学(同等学力加试)复试笔试仿真模拟题

  摘要

一、简答题

1. 写出电子在外电磁场【答案】

2. 何谓正常塞曼效应?何谓反常塞曼效应?何谓斯塔克效应?

【答案】在强磁场中,原子发出的每条光谱线都分裂为三条的现象称为正常塞曼效应。在弱磁场中,原子发出的

每条光谱线都分裂为

3. 试表述量子态的叠加原理并说明叠加系数是否依赖于时空变量及其理由. 【答案】量子态的叠加原理:若仍然为粒子可能处于的态.

叠加系数不依赖于时空变量. 因为量子态的叠加原理已经明确说明了是任意线性组合,即表明了叠加系数不依赖于任何变量.

4. 请用泡利矩阵满足角动量对易关系。 【答案】电子的自旋算符

其中,

定义电子的自旋算符,并验证它们

为粒子可能处于的态,那么这些态的任意线性组合条(偶数)的现象称为正常塞曼效应。原子置于外

电场中,它发出的光谱线会发生分裂的现象称为斯塔克效应。

中的哈密顿量。

二、计算题

5. 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

就是它们的共同本征态,本征值皆为

6. 自旋为时,粒子处于(2)求出t >0时

固有磁矩为

的状态。

的可测值及相应的取值几率。

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相互不对易,

(其中为实常数)的粒子,处于均匀外磁场中,设t=0

(1)求出t >0时的波函数;

【答案】(1)体系的哈密顿算符为在泡利表象中,哈密顿算符的本征解为:在t= 0时,粒子处于为了求出

的状态,即

在泡利表象中的具体形式,需要求解满足的本征方程:

解得:于是,有:

由于,哈密顿算符不显含时间,故/>0时刻的波函数为:

(2)因为

所以是守恒量,它的取值几率与平均值不随时间改变,换句话说,只要计

算t=0时的取值几率就知道了t >0时的取值几率。 由于

的取值几率为:

因此有:

7. 考虑相距2a 、带电为e 和一e 的两个粒子组成的一个电偶极子,再考虑一个质量为m 、带电为e 的入射粒子,其入射波矢k 垂直于偶极子方向,见图求在玻恩近似下的散射振幅,并确定微分散射截面取最大值的方向。

故有:

【答案】电偶极子势能为 由波恩近似有散射振幅为

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