量子力学简答题

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1、1、简述波函数的统计解释;2、对“轨道”和“电子云”的概念,量子力学的解释是什么?3、力学量G在自身表象中的矩阵表示有何特点?4、简述能量的测不准关系;5、电子在位置和自旋S表象下,波函数中二代1如何归一化?解释各项的几率意义。z炒23, y,z)J6、何为束缚态?7、当体系处于归一化波函数W (r,t)所描述的状态时,简述在W ( (,t)状态中测量力学量F的可能 值及其几率的方法。8、设粒子在位置表象中处于态W (r,*),采用Dirac符号时,若将W (亍*)改写为加( *)有何 不妥?采用Dirac符号时,位置表象中的波函数应如何表示?9、简述定态微扰理论。10、SternGerlac

2、h实验证实了什么?11、一个物理体系存在束缚态的条件是什么?12、两个对易的力学量是否一定同时确定?为什么?13、测不准关系是否与表象有关?14、在简并定态微扰论中,如H(0)的某一能级E*,对应f个正交归一本征函数 .( / =1,2,,f),为什么一般地 i不能直接作为H = H()+ H的零级近似波函数?15、在自旋态x十(sz)中,0和S的测不准关系(3 )2 (3 )2是多少?1 zx yxy16、在定态问题中,不同能量所对应的态的迭加是否为定态Schrodinger 方程的解?同一能量对应的各简并态的迭加是否仍为定态Schrodinger方程的解?17、两个不对易的算符所表示的力学

3、量是否一定不能同时确定?举例说明。18说明厄米矩阵的对角元素是实的,关于对角线对称的元素互相共轭。19何谓选择定则。20、能否由Schrodinger 方程直接导出自旋?21、叙述量子力学的态迭加原理。22、厄米算符是如何定义的? 一证明:a n23、据&,a+=1,N = a + a,岫=中)24、非简并定态微扰论的计算公式是什么?写出其适用条件。. 力仝 .一 一25、自旋S = 5。,问b是否厄米算符? b是否一种角动量算符?26、波函数的量纲是否与表象有关?举例说明。27、动量的本征函数有哪两种归一化方法?予以简述。28、知Ge ax = a e侦x,问能否得到G = r- ?为什么?

4、 dx29、简述变分法求基态能量及波函数的过程。30、简单Zeemann效应是否可以证实自旋的存在?31、不考虑自旋,当粒子在库仑场中运动时,束缚态能级En的简并度是多少?若粒子自旋为s,问En 的简并度又是多少?只云 分古 1 一一32、根据二 = + F,H说明粒子在辏力场中运动时,角动量守恒。dt ot in33、对线性谐振子定态问题,旧量子论与量子力学的结论存在哪些根本区别?34、简述氢原子的一级stark效应。35、写出J+ jm的计算公式。36、由阻匚=1,说明波函数的量纲。2 . .1二 137、F、G为厄米算符,问F,G 与i F,G 是否厄米算符?38、 据a , a +=1

5、,N = a + a , N|n = nn证明:a + |n) = Jn + 1n + 139、利用量子力学的含时微扰论,能否直接计算发射系数和吸收系数?40、什么是耦合表象? 41、不考虑粒子内部自由度,宇称算符P是否为线性厄米算符?为什么?42、写出几率密度与几率流密度所满足的连续性方程。43、已知X =),p =1a - a+) in-1试推出线性谐振子波函数的递推公式。44、写出一级近似下,跃迁几率的计算式。45、何谓无耦合表象?46、给出线性谐振子定态波函数的递推公式。47、Gw =W,G是否线性算符?48、在什么样的基组中, 厄米算符是厄米矩阵?49、何谓选择定则?50、写出J_|

6、jm.公式。51、何为束缚态?52、写出位置表象中PXX,和r的表示式。53、对于定态问题,试从含时Schrdinger方程推导出定态Schrdinger方程;54、对于氢原子,其偶极跃迁的选择定则对主量子数n是否存在限制?为什么?55、在现阶段所学的量子力学中,电子的自旋是作为一个基本假定引入的,还是由其它假定自然推出 的?56、假如波函数应满足的方程不是线性方程,波函数是否一定能归一化?57、试写出动量表象中,r,P,P的表式x58、幺正算符是怎样定义的?59、我们知道,平面单色波的电场能和磁场能相等,而在用微扰论计算发射系数和吸收系数时,我们为什么忽略了磁场对电子的作用?60、对于自旋为

7、3/2的粒子,其自旋本征函数应是几行一列的矩阵?61、写出德布罗意关系式及自由粒子的德布罗意波。62、一维线性谐振子基态归一化波函数为V = J耕厂丁 2 x 2,试计算积分 涔j e - P x 2 d x . ;063、当体系处于归一化波函数W所描述的状态时,简述在W态中测量力学量F的可能值及其几率的方 法;64、已知氢原子径向Schrodinger 方程无简并,微扰项只与r有关,问非简并定态微扰论能否 适用?65、自旋是否意味着自转?66、光到底是粒子还是波;67、两个对易的力学量是否一定同时具有确定值?在什么情况下才同时具有确定值?68、不考虑自旋,求球谐振子能级En的简并度;69、我

8、们学过,氢原子的选择定则AZ = 1,这是否意味着山=3的跃迁绝对不可能发生?70、克莱布希一高登系数是为解决什么问题提出的?)71、在球坐标系下,波函数V。,0,。)为什么应是进动角4的周期函数?72、 设当|x|V a和|y|V b时,势能为常数U0,试将此区域内的二维Schrodinger方程分离 变量(不求解);73、何谓力学量完全集?一 一.74、定性说明为什么在氢原子的Stark效应中,可将H = es r视为微扰项?75、Pauli算符是否满足角动量的定义式?76、简述量子力学产生的背景;77、写出位置表象中直角坐标系下L 、XL、L2的表示式; z8c c78、79、七/为有心

9、力场中的径向波函数,问1 Rn lRn,l / 2 dr = 5 ll 5 n n,是否成立?为什么? nrr rr r0定态微扰论是否适用于主量子数n很大的氢原子情况?为什么?80、有关角动量的定义,我们学过哪两种?哪一种更广泛?自旋角动量是按哪一种定义的?81、说明5(x )的量纲;82、说明在定态问题中,定态能量的最小值不可能低于势能的最低值;83、简述占有数表象;84、试说明对易的厄米算符的乘积也是厄米算符;85、何为偶极近似?86、量子力学克服了旧量子论的哪些不足?87、写出L =-:的本征值及对应本征函数;z i即88、一个物理体系存在束缚态的条件是什么?89、简述态的表象变换的方

10、法; 90、已知总角动量J = J + J,试说明J2, J2 = 0。12191、旧量子论存在哪些不足?92、对于旧量子论中氢原子的“轨道”,量子力学的解释是什么?93、两个不对易的力学量一定不能同时确定吗?举例说明;94、简述变分法的思想;c .95、写出电子在S表象下的三个Pauli矩阵。z96、简述波函数的Born统计解释;97、设W是定态Schrddinge方程的解,说明W *也是对应同一本征能级的解,进而说明无简并能级的波函数一定可以取为实数;98、引入Dirac符号的意义何在?99、定态微扰论的适用范围是什么?100、简述两个角动量耦合的三角形关系。答案1. 波函数在空间某一点的

11、强度(振幅绝对值的平方)和在该点找到粒子的几率成正比。2. 电子云:用点的疏密来描述粒子出现的几率。轨道:电子径向分布几率最大之处。3. 力学量G在自身表象中的矩阵是对角的,对角线上为G的本征值。4. 能量测不准关系的数学表示式为AEAt /2,即微观粒子的能量与时间不可能同时进行准确的测 量,其中一项测量的越精确,另一项的不确定程度越大。5. 利用f y 1 (x,y,z)|2 +虬(x,y,z)|2扁=1进行归一化,其中: (x,y,z)|2表示粒子在&y,z)处Sz = 2的几率密度,k 2 (x,y,z)|2表示粒子在(x,y,z)处Sz = -2的几率密度。6. 束缚态:无限远处为零

12、的波函数所描述的状态。能量小于势垒高度,粒子被约束在有限的空间内运动。7. 首先求解力学量F对应算符的本征方程:国=人。 面入=人,然后将甲G,t)按F的本征态展开:居,t)=Zc。 + fc。d人,则F的可能值为人,人,,人,人,F =人的几率为|c I2,F在 n n入 入12 nnnn人人+ d人范围内的几率为|c2 d人人8. Dirac符号是不涉及任何表象的抽象符号。位置表象中的波函数应表示为斤:。9.求解定态薛定谔方程Hk = Ek时,若可以把不显含时间的H分为大、小两部分H = H?o)+甘,其A中(1)H(o)的本征值E(。)和本征函数k(o)是可以精确求解的,或已有确定的结果

13、nnH(。叩(0) = E(。k (0),(2)H很小,称为加在H(0)上的微扰,则可以利用叩0)和E(0)构造出k和 nn nnnE。10、Stein -Gerlack实验证明了电子自旋的存在。11、条件:能量比无穷远处的势小;能级满足的方程至少有一个解。12、不一定,只有在它们共同的本征态下才能同时确定。13、 无关。()()14、因为作为零级近似的波函数必须保证H(0)-E(0)M)= -号G)- EG)4(0)有解。n nn n15、方41616、不是,是一、. 一一 .一 ,一,一C17、不一定,如L ,L ,L互不对易,但在Y00态下,L = L = L = 0。18、厄米矩阵的定

14、义为矩阵经转置、共轭两步操作之后仍为矩阵本身,即A :m = A mn,可知对角线 上的元素必为实数,而关于对角线对称的元素必互相共轭。19、原子能级之间辐射跃迁所遵从的规则。选择定则表明并非任何两能级之间的辐射跃迁都是可能的,只 有遵从选择定则的能级之间的辐射跃迁才是可能的。20、不能。21、如果k和k是体系的可能状态,那么,它们的线性叠加k = ck + c k (c、c是复数)也是这个 12112212体系的可能状态。22、如果对于两任意函数寸和中,算符F满足下列等式揶*祢北=J WJdT,则称F为厄米算符。23、1,凭+L1 即 aa + - a+a = 1_.ik. -r 八 八又 N = a +aNa |n;: = a+aa |n); = (aa + - i)a n)= Gna)n = aN”; - a n = an ”; - a n)= a (n-i)|n):=(n-1)a|n)a|n = c|n -1又 ;n|N|n): = :n|n|n; = n且:.n|N|n; = .n|a+a|n; = :n|c|2|n; = |

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