2017年华东理工大学理学院818量子力学考研题库
● 摘要
一、证明题
1． 试证明，表象经么正变换后，不改变算符本征值。 【答案】设可得：
（其中
为幺正变换，则:
）
可见，本征值不变。
2． 设力学量A 不显含时间t ，证明在束缚定态下，【答案】设束缚定态为
即有：
因A 不显含时间t , 所以
因而有：
二、计算题
3． 在自旋向上的状态中，测量有哪些可能的值？这些可能的值各以多大的几率出现？ &的平均值是多少？
【答案】（1）自旋角动量在空间任意方向在表象，的矩阵元为：
的投影为：
其相应的久期方程为：
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即：利用解得：
可得：
所以，的本征值为（2）设对应于
的本征函数的矩阵表示为则：
由归一化条件，得：
可见，的可能值为而
相应的几率为
其中，为自的解为：
t 时刻，电子波函数满足：
因为
故：
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4． 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
的本征态，求以后t 时刻电子所处状态的表示式。
所以：
5． 粒子在势场作【
答
案
】
利
用
波
函
数
的
由重新代入
得：
表达式，得：
归
一
化
公
式
中运动，其中试用变分法求基态能级的上限。试探波函数可取
故基态能量的上限为：
6． 考虑两个电子组成的系统。它们空间部分波函数在交换电子空间部分坐标时可以是对称的或反对称的。空间部分波函数是反对称时对应总的自旋平方对应总的自旋平方
本征值为
空间部分波函数对称时分别针对空间部分波函
的本征值为
本征值为0。假设两电子系统哈密顿量为
数是反对称和对称两种情形，求体系的能量。（提示：单电子自旋角动量平方算符
）。 【答案】利用应能量：
对应能量：
可知，空间部分波函数反对称时：
对
空间部分波函数对称时：
7． 粒子在二维无限深势阱中运动
，（1）写出本征能量和本征波函数； （2）若粒子受到微扰
的作用，求基态和第一激发态能级的一级修正。
【答案】 （1）根据题意，易写出粒子在二维无限深势阱中本征能量和波函数。
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