哈工大考研量子力学试题

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1998年哈尔滨工业大学量子力学试题-推荐下载

expikx exp
2i
exp
22k x 20 x 2k xdx
A 2 p 2k 2 p 0 p 2k
4
只有当 p 0,2k 时， c p 0 。利用归一化条件
可知，归一化常数为
1998 量子力学考研试题
一. （见习题选讲 3.1）质为 m 的粒子处于一维位势
V (x) 0,
中，导出其能量本征值 E V0 时满足的方程。
,
V0 0 x a
x0
0 xa
解：将求解区间按位势的不同分为三个，分别记为 I 、 II 和 III 。在
三个区域中，波函数分别为
其中，
由 x 0 处的连接条件
知
即要求于是，
k

I (x) II (x)

0 Asin
III (x) Bexp x
2mE ；
I (0) II (0)
Asin 0
n
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关，1系电过，力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层，机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2，高总而中体且资配可料置保试时障卷，各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高；中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整，处核或理对者高定对中值某资，些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定，卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置，跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等，料，编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气，线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术，技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项；资方对料式整试，套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资，气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技，进术合行，理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对：于于在调差分试动线过保盒程护处中装，高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时，术，作是应为指采调发用试电金人机属员一隔，变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内；图部同纸故一资障线料时槽、，内设需，备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切，验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中，术资要资料进料试行，卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。

2000年哈尔滨工业大学量子力学试题

一. 质量为m 的粒子作一维自由运动，如果粒子处于()kx A x 2sin =ψ的状态上，求其动量pˆ与动能T ˆ的取值几率分布及平均值。

解：作一维自由运动粒子的动量与动能算符分别为m p T x p2ˆˆ ;d d i ˆ2=-=显然，两者相互对易，有共同完整本征函数()⎪⎭⎫⎝⎛=px x p i ex p 21πϕ 且满足()()()()x mp x T x p x pp p p p ϕϕϕϕ2ˆˆ2== 将()x ψ向()x p ϕ展开，即()()p x c x p p d ϕψ⎰∞∞-=展开系数()()()()()()()()[]()()()()[]()()()[]k p p k p Ax x x x x A x kx kx x A xkx kx x A xx x c k k p p pp p 202224d 224d i 2exp 2i 2exp 4d i 2i exp i exp d 202**2**++----=+--=-+--=⎪⎭⎫⎝⎛--⋅==-∞∞-∞∞-∞∞-∞∞-⎰⎰⎰⎰δδδπϕϕϕπϕϕϕψϕ只有当 k p 2,0±=时，0≠p c 。

利用归一化条件12=∑ppc可知，归一化常数为π34=A于是有61 ;32 ;61202-==-=-k k c c c动量的取值几率为()()()612 ;320 ;612=-===== k p W p W k p W平均值为()0==∑pp pW p动能的的取值几率与动量相同，而平均值为()m k p W m p T p322222 ==∑ 二. 质量为m 的粒子处于如下一维势阱中()⎪⎩⎪⎨⎧>>≤≤<∞=a x V ax x x V )0(0 ,00 .0若已知该粒子在此势阱中存在一个能量20V E =的状态，试确定此势阱的宽度a 。

解：对于002V V E <=的情况，三个区域中的波函数分别为()()()()()()⎪⎩⎪⎨⎧+-=+==x C x B x kx A x x ααψδψψexp exp sin 0321 其中，()E V m mE k -==02 ;2α 由∞→x 处，()03=x ψ，可知0=C 。

量子力学考研试题及答案

量子力学考研试题及答案一、单项选择题（每题5分，共20分）1. 量子力学中，波函数的平方代表粒子的什么物理量？A. 动量B. 能量C. 位置D. 概率密度答案：D2. 以下哪项是海森堡不确定性原理的表述？A. 粒子的位置和动量可以同时精确测量B. 粒子的位置和动量不能同时精确测量C. 粒子的能量和时间可以同时精确测量D. 粒子的能量和时间不能同时精确测量答案：B3. 薛定谔方程描述的是：A. 经典力学B. 电磁学C. 量子力学D. 热力学答案：C4. 泡利不相容原理适用于：A. 光子B. 电子C. 质子D. 中子答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 根据量子力学，一个粒子的波函数可以表示为 \(\psi(x, t)\)，其中 \(x\) 代表粒子的________，\(t\) 代表时间。

答案：位置2. 量子力学中的波粒二象性表明，粒子既表现出________的性质，也表现出粒子的性质。

答案：波动3. 量子力学中，一个粒子的能量可以表示为 \(E =\frac{p^2}{2m}\)，其中 \(p\) 代表粒子的________。

答案：动量4. 量子力学中的隧道效应是指粒子可以穿过________的势垒。

答案：经典物理认为不可能三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述德布罗意波的概念及其在量子力学中的意义。

答案：德布罗意波是指物质粒子（如电子）具有波动性，其波长与粒子的动量成反比。

在量子力学中，这一概念是波函数理论的基础，它表明粒子的行为不能完全用经典力学来描述，而是需要用波动方程来描述。

2. 描述一下量子力学中的量子态叠加原理。

答案：量子态叠加原理是指一个量子系统可以同时处于多个可能状态的叠加，直到进行测量时，系统才会坍缩到其中一个特定的状态。

这一原理是量子力学的核心特征之一，它导致了量子力学的非经典行为和概率解释。

3. 解释什么是量子纠缠，并给出一个实际应用的例子。

答案：量子纠缠是指两个或多个量子粒子之间存在的一种非经典的强关联，即使它们相隔很远，一个粒子的状态改变会即时影响到另一个粒子的状态。

量子力学考试题

量子力学考试题量子力学考试题（共五题，每题20分）1、扼要说明：（a ）束缚定态的主要性质。

（b ）单价原子自发能级跃迁过程的选择定则及其理论根据。

2、设力学量算符（厄米算符）∧F ，∧G 不对易，令∧K ＝i （∧F ∧G -∧G ∧F ），试证明：（a ）∧K 的本征值是实数。

（b ）对于∧F 的任何本征态ψ，∧K 的平均值为0。

（c ）在任何态中2F +2G ≥K3、自旋/2的定域电子（不考虑“轨道”运动）受到磁场作用，已知其能量算符为S H ??ω=∧H ＝ω∧z S +ν∧x S （ω，ν>0，ω?ν）（a ）求能级的精确值。

（b ）视ν∧x S 项为微扰，用微扰论公式求能级。

4、质量为m 的粒子在无限深势阱（0<x</x5、某物理体系由两个粒子组成，粒子间相互作用微弱，可以忽略。

已知单粒子“轨道”态只有3种：a ψ(→r )，b ψ(→r )，c ψ(→r )，试分别就以下两种情况，求体系的可能（独立）状态数目。

（i ）无自旋全同粒子。

（ii ）自旋 /2的全同粒子（例如电子）。

量子力学考试评分标准1、（a ），（b ）各10分（a ）能量有确定值。

力学量（不显含t ）的可能测值及概率不随时间改变。

（b ）（n l m m s ）→（n’ l’ m’ m s ’）选择定则：l ?＝1±，m ?＝0,1±，s m ?＝0 根据：电矩m 矩阵元-e →r n’l’m’m s ’，n l m m s ≠0 2、（a ）6分（b ）7分（c ）7分（a ）∧K 是厄米算符，所以其本征值必为实数。

（b ）∧F ψ＝λψ，ψ∧F ＝λψ K ＝ψ∧K ψ＝i ψ∧F ∧G -∧G ∧F ψ ＝i λ｛ψ∧G ψ-ψG ψ｝＝0 （c ）(∧F +i ∧G )(∧F -i ∧G )=∧F 2+∧G 2-∧Kψ(∧F +i ∧G )(∧F -i ∧G )ψ=︱(∧F -i ∧G )ψ︱2≥0 ∴<∧F 2+∧G 2-∧K >≥0，即2F +2G ≥K 3、(a)，(b)各10分(a) ∧H ＝ω∧z S +ν∧x S ＝2 ω［1001-］+2 ν［0110］＝2 ［ωννω-］∧H ψ＝E ψ，ψ＝［b a ］，令E ＝2λ，则［λωννλω---］［b a ］＝0，︱λωννλω---︱＝2λ-2ω-2ν＝0 λ＝±22νω+，E 1＝-2 22νω+，E 2＝222νω+ 当ω?ν，22νω+＝ω（1+22ων）1/2≈ω（1+2 22ων）＝ω+ων22E 1≈-2 ［ω+ων22］，E 2 ＝2［ω+ων22］（b ）∧H ＝ω∧z S +ν∧x S ＝∧H 0+∧H’，∧H 0＝ω∧z S ，∧H ’＝ν∧x S∧H 0本征值为ω 21±，取E 1（0）＝-ω 21，E 2（0）＝ω 21相当本征函数（S z 表象）为ψ1(0)＝[10]，ψ2(0)＝[01 ]则∧H ’之矩阵元（S z 表象）为'11H =0，'22H =0，'12H ＝'21H ＝ν 21E 1＝E 1（0）+'11H +)0(2)0(12'21E E H-＝-ω 21+0-ων2241＝-ω21-ων241 E 2＝E2（0）+'22H +)0(1)0(22'12E E H -＝ω 21+ων2414、E 1＝2222ma π，)(1x ψ＝0sin 2a xa π a x x a x ≥≤<<,00x ＝dx x a ?021ψ＝2sin 202a dx a x x a a=?π x p ＝-i ?=a dx dx d011ψψ-i ?=aa x d a 020)sin 21(2π x xp ＝-i ??-=aaa x d a x x a i dx dx d x 0011)(sin sin 2ππψψ ＝-a a x xd a i 02)(sin 1π ＝0sin [12a a x x a i π --?adx a x 02]sin π＝0+?=ai dx ih 02122 ψ 四项各5分5、（i ），（ii ）各10分（i ）s ＝0，为玻色子，体系波函数应交换对称。

2001年哈尔滨工业大学量子力学试题

2001年量子力学考研试题一. （见2003第2题）设氢原子处于 ()()()()()()()ϕθϕθϕθϕθψ,Y R 21,Y R 21,Y R 21,,112110311021---=r r r r的状态上，求其能量、角动量平方及角动量z 分量的可能取值与相应的取值几率，进而求出它们的平均值。

解：选{}z L L H ,,2为描述体系的力学量完全集，氢原子的本征解为()()()ϕθϕθϕμ,Y R ,,12 224lm nl nlm n r r n e E =-= 其中，量子数的取值范围是ll l l l m n l n -+---=-==,1,,2,1,1,,2.1,0,3,2,1利用归一化条件求出归一化常数为5421412121=⎪⎭⎫⎝⎛++=-c主量子数n 的可能取值只有两个，即3,2=n ，于是()()515441 ,18 54542121 ,8 32432242=⋅=-==⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-=E W e E E W e Eμμ2424249 5118 548 e e e E μμμ-=⋅-⋅-=角动量量子数l 的可能取值只有一个，即1=l ，故有()222222213 ,2====L L W L角动量磁量子数m 的可能取值有两个，即0,1-=m ，于是()()535441210 ,0525421 ,=⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛+====⋅=-=-=z z z z L E L L E L 52-=z L二. 作一维运动的粒子，当哈密顿算符为()x V p H +=μ2ˆˆ20时，能级是0nE ，如果哈密顿算符变成μαp H H ˆˆˆ0+=（α为实参数），求变化后的能级n E 。

解：视α为参变量，则有μαpH ˆˆ=∂∂利用费曼-海尔曼定理可知n p n n H n E n ˆ1ˆμαα=∂∂=∂∂又知[]()αμαμ+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+==p p p x H x t x ˆ1ˆ2ˆ,i 1ˆ,i 1d d 2在任何束缚态n 下，均有[]0ˆˆi 1ˆ,i 1d d =-==n x H H x n n H x n n t x n所以，α-=n pn ˆ 进而得到能量本征值满足的微分方程μαα-=∂∂n E 对上式作积分，得到c E n +-=μα22利用0=α时，0ˆˆH H =，定出积分常数 0n E c =最后，得到Hˆ的本征值为 μα22-=n n E E三. 质量为μ的粒子处于如下的一维位势中 ()()()x V x c x V 0+-=δ 其中，()⎩⎨⎧>≤=0 ,0,010x V x x V且 0>c ，01>V , 求其负的能量本征值。

量子力学考试试题(附答案)

量子力学考试试题（附答案）1.束缚于某一维势阱中的粒子，其波函数由下列诸式所描述：()()()023cos 222ikx L x x x L L x Ae x L L x x ψπψψ=<-=-<<=>（a ）、求归一化常数A,（b ）、在x=0及x=L/4之间找到粒子的概率为何？解：（a ）由波函数的归一化条件()222222222331coscos 33cos cos 3cos 6cos 126sin 262ikx ikx ikx ikx LLx x x dx Ae Ae dx L Lx x A e e dxL L x A dx L A x dx L A L x x L A L ππψππππππ∞∞-∞-∞∞--∞∞-∞∞-∞-====⎛⎫=+ ⎪⎝⎭⎛⎫=+ ⎪⎝⎭=⎰⎰⎰⎰⎰于是：A =(b)()224406sin 0.196926LL A L x x dx x L πψπ⎛⎫=+= ⎪⎝⎭⎰2、证明在定态中，概率流密度与时间无关。

证：对于定态，可令)]()()()([2 ])()()()([2 )(2 )( )()()(******r r r r mi e r e r e r e r m i mi J e r t f r t r Et i Et i Et iEt i Etiψψψψψψψψψψ∇-∇=∇-∇=ψ∇ψ-ψ∇ψ===ψ-----）（）（，可见t J 与无关。

4、波长为1.0*10-12m 的X 射线投射到一个静止电子上，问在与入射光成60o 角的方向上，探测到散射光的波光为多少？解：由公式 22sin 2c θλλλ'-=其中：120 2.43102ch m m cλ-==⨯可得：1212212601.0102 2.4310sin 1.215102λλλ---''-=-⨯=⨯⨯⨯=⨯ 01212212601.0102 2.4310sin 1.215102λλ---'-=-⨯=⨯⨯⨯=⨯122.21510m λ-=⨯。

量子力学练习题解决波函数和测量问题

量子力学练习题解决波函数和测量问题量子力学是研究微观粒子行为的物理学分支，该领域的研究通常涉及到波函数和测量问题。

在本文中，我们将通过解决一些练习题来进一步理解并解决这些问题。

在解答过程中，我们将遵循合适的格式，以确保文章排版整洁美观，语句通顺，并在内容上满足题目描述的需求。

【题目一】考虑一个自旋1/2的粒子，其纯态波函数表示为|ψ⟩= (1/√3)|↑⟩ + (√2/√3)|↓⟩，其中|↑⟩和|↓⟩分别表示自旋向上和向下的状态。

请回答以下问题：1. 这个粒子处于自旋向上和向下状态的概率分别是多少？2. 这个粒子的自旋在x轴和z轴方向的期望值分别是多少？3. 如果对这个粒子进行自旋z方向的测量，测量结果有哪些可能性？每个结果的概率是多少？【解答一】1. 这个粒子处于自旋向上和向下状态的概率分别是 |⟨↑|ψ⟩|²和|⟨↓|ψ⟩|²。

根据题目中给出的波函数，可以计算得到概率分别为：|⟨↑|ψ⟩|² = (1/√3)² = 1/3 和 |⟨↓|ψ⟩|² = (√2/√3)² = 2/3。

2. 对于自旋在x轴和z轴方向的期望值，可以使用对应的算符来计算。

自旋在x轴的算符为σₓ = |↑⟩⟨↓| + |↓⟩⟨↑|，自旋在z轴的算符为σ₃ = |↑⟩⟨↑| - |↓⟩⟨↓|。

期望值⟨A⟩ = ⟨ψ|A|ψ⟩。

代入波函数和算符，我们可以计算得到自旋在x轴的期望值⟨σₓ⟩ = ⟨ψ|σₓ|ψ⟩= ((1/√3)(√2/√3) + (√2/√3)(1/√3))= 0。

同样地，自旋在z轴的期望值⟨σ₃⟩ = ⟨ψ|σ₃|ψ⟩ = (1/3 - 2/3) = -1/3。

3. 当进行自旋z方向的测量时，测量结果有两种可能性：测量得到自旋向上的状态|↑⟩或测量得到自旋向下的状态|↓⟩。

根据波函数的线性叠加性质，可以计算得到各自的概率。

测量得到自旋向上的概率为|⟨↑|ψ⟩|² = (1/√3)² = 1/3，测量得到自旋向下的概率为 |⟨↓|ψ⟩|² =(√2/√3)² = 2/3。

《量子力学》22套考研自测题+答案

（2）求自旋角动量的 z 分量 sz 的平均值；
（3）求总磁矩 M = − e L − e s
2μ μ
的 z 分量 M z 的平均值。
12. s 、L 分别为电子的自旋和轨道角动量，J = s + L 为电子的总角动量。证明：[ J , s ⋅ L ]=0；[ J 2 , Jα ]=0，α = x, y, z。 13.质量为 μ 的粒子受微扰后，在一维势场中运动，
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量子力学自测题（5）
一、填空题（本题 20 分）
1．Planck 的量子假说揭示了微观粒子
特性，Einstein 的光
量子假说揭示了光的
性。Bohr 的氢原子理论解决了经典
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电磁场理论和原子的
之间的矛盾，解决了原子的
的起源问题。
2．力学量算符必须是
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量子力学自测题（3）
一、简答题（每小题 5 分，共 40 分）
1.一粒子的波函数为ψ (r ) = ψ (x, y, z) ，写出粒子位于 x ~ x + dx 间的几
率。
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2.粒子在一维δ 势阱V (x) = −γ δ (x)， (γ > 0)，中运动，波函数为ψ (x) ，
ψ （1，2，），试证明交换算符 Pˆ12 是一个守恒量。 2．设Uˆ 是一个幺正算符，求证 Hˆ = i dUˆ ⋅Uˆ + 是厄米算符。
dt
3．设σ y 为 Pauli 矩阵，（1）求证： eiθσ y = cosθ + iσ y sinθ （2）试求：Treiθσ y

量子力学试题

量子力学试题（一）及答案一. （20分）质量为m 的粒子，在一维无限深势阱中中运动，若0=t 时，粒子处于状态上，其中，()x n ϕ为粒子能量的第n 个本征态。

（1）求0=t 时能量的可测值与相应的取值几率；（2）求0>t 时的波函数()t x ,ψ及能量的可测值与相应的取值几率解：非对称一维无限深势阱中粒子的本征解为（1）首先，将()0,x ψ归一化。

由可知，归一化常数为于是，归一化后的波函数为能量的取值几率为能量取其它值的几率皆为零。

（2）因为哈密顿算符不显含时间，故0>t 时的波函数为（3）由于哈密顿量是守恒量，所以0>t 时的取值几率与0=t 时相同。

二. （20分）质量为m 的粒子在一维势阱中运动()00>V ，若已知该粒子在此势阱中有一个能量2V E -=的状态，试确定此势阱的宽度a 。

解：对于02<-=V E 的情况，三个区域中的波函数分别为其中，在a x =处，利用波函数及其一阶导数连续的条件得到于是有此即能量满足的超越方程。

当021V E -=时，由于故40ππ-=n a mV， ,3,2,1=n最后，得到势阱的宽度三.（20分）设厄米特算符Hˆ的本征矢为n ，{n 构成正交归一完备系，定义一个算符（1）计算对易子()[]n m U H,ˆ,ˆ；（2）证明()()()p m U q p U n m U nq ,ˆ,ˆ,ˆδ=+；（3）计算迹(){}n m U,ˆTr ；（4）若算符A ˆ的矩阵元为nm mn A A ϕˆ=，证明解：（1）对于任意一个态矢ψ，有故（2）()()()p m U q p U n m U nq q p n m ,ˆ,ˆ,ˆδϕϕϕϕ== （3）算符的迹为（4）算符而四. （20分）自旋为21、固有磁矩为s γμ=（其中γ为实常数）的粒子，处于均匀外磁场k 0 B B =中，设0=t 时，粒子处于2=x s 的状态，（1）求出0>t 时的波函数；（2）求出0>t 时x sˆ与z s ˆ的可测值及相应的取值几率。

哈尔滨工业大学1992年量子力学试题

1992年量子力学考研试题一. （类似1999年第一题）质量为m 的粒子，在一维无限深势阱中()⎩⎨⎧><∞≤≤=a x x a x x V ,0 ,0,0中运动，若0=t 时，粒子处于()()()()x x x x 3212131210,ϕϕϕψ+-=状态上，其中，()x n ϕ为粒子的第n 个本征态。

（1）求0=t 时能量的可测值与相应的取值几率；（2）求0>t 时的波函数()t x ,ψ及能量的可测值与相应的取值几率解：非对称一维无限深势阱中粒子的本征解为()xan a x n n maE n n πϕπsin 2,3,2,1 ,22222=== （1）首先，将()0,x ψ归一化。

由12131212222=⋅⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛c 可知，归一化常数为1312=c于是，归一化后的波函数为()()()()x x x x 3211331341360,ϕϕϕψ++-=能量的取值几率为()()()133;134;136321===E W E W E W 能量取其它值的几率皆为零。

（2）因为哈密顿算符不显含时间，故0>t 时的波函数为()()()()⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=t E x t E x t E x t x 332211i e x p 133i exp 134i exp 136, ϕϕϕψ（3）由于哈密顿量是守恒量，所以0>t 时的取值几率与0=t 时相同。

二. 一个电子被禁闭在线谐振子基态，若在此态上有 ()m 10102-=-x x求激发此电子到其第一激发态所需要的能量（用eV 表示）。

提示：利用维里定理。

解：已知线谐振子的本征解为ω ⎪⎭⎫⎝⎛+=21n E n ；n由维里定理知，对于任意束缚态有V r T ∇⋅=21而线谐振子的位势为()2221x m x V ω= 于是，V T = 对于线谐振子基态而言，ω 210=+=V T E进而可知ωω 412122=x m利用已知条件及0=x ，得到220m 102-⋅=mω 由基态激发到第一激发态所需的能量为()3.78e VeV 106.111006.6m 10kg 1011.92s J 1005.1m 102191922031224220201=⨯⨯⨯=⋅⨯⨯⋅⨯=⋅==------mE E ω三. 设厄米特算符Hˆ的本征矢为n ，{}n 构成正交归一完备系，定义一个算符()nm n m U ϕϕ=,ˆ （1）计算对易子()[]n m U H,ˆ,ˆ；（2）证明()()()p m U q p U n m U nq,ˆ,ˆ,ˆδ=+；（3）计算迹(){}n m U ,ˆT r；（4）若算符A ˆ的矩阵元为nm mn A A ϕϕˆ=，证明 ()n m U A A nm m n ,ˆˆ,∑=(){}q p U A A pq,ˆˆTr += 解：（1）对于任意一个态矢ψ，有()[]()()()()()()ψψψψϕϕψϕϕψψψn m UE E n m U E n m U E H H H n m U n m U Hn m U Hn m n m nm n m ,ˆ,ˆ,ˆˆˆˆ,ˆ,ˆˆ,ˆ,ˆ-=-=-=-=故()[]()()n m U E E n m U H nm ,ˆ,ˆ,ˆ-= （2）()()()p m U q p U n m U nq p q n m ,ˆ,ˆ,ˆδϕϕϕϕ==+ （3）算符的迹为(){}()mn m n k n km kkkk n m U n m U δϕϕϕϕϕϕϕϕ====∑∑,ˆ,ˆT r（4）算符()n m UA A A A nm mn nn m nm m m mm ,ˆˆˆˆ,,∑∑∑===ϕϕϕϕϕϕ而()(){}q p U Aq p U A A A A A k kk kkp q k qk kk p q p pq ,ˆˆT r ,ˆˆˆˆˆ++=====∑∑∑ϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕϕ四. 自旋为21、固有磁矩为sγμ=（其中γ为实常数）的粒子，处于均匀外磁场k 0 B B =中，设0=t 时，粒子处于2=x s 的状态，（1）求出0>t 时的波函数；（2）求出0>t 时x sˆ与z s ˆ的可测值及相应的取值几率。

1995年哈尔滨工业大学量子力学试题-推荐下载

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（2）利用费曼-海尔曼定理，
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对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术通关，1系电过，力管根保线据护敷生高设产中技工资术艺料0不高试仅中卷可资配以料置解试技决卷术吊要是顶求指层，机配对组置电在不气进规设行范备继高进电中行保资空护料载高试与中卷带资问负料题荷试2下卷2，高总而中体且资配可料置保试时障卷，各调需类控要管试在路验最习；大题对限到设度位备内。进来在行确管调保路整机敷使组设其高过在中程正资1常料中工试，况卷要下安加与全强过，看度并22工且22作尽22下可22都能22可地护以缩1关正小于常故管工障路作高高；中中对资资于料料继试试电卷卷保破连护坏接进范管行围口整，处核或理对者高定对中值某资，些料审异试核常卷与高弯校中扁对资度图料固纸试定，卷盒编工位写况置复进.杂行保设自护备动层与处防装理腐置，跨高尤接中其地资要线料避弯试免曲卷错半调误径试高标方中高案资等，料，编试要5写、卷求重电保技要气护术设设装交备备置底4高调、动。中试电作管资高气，线料中课并敷3试资件且、设卷料中拒管技试试调绝路术验卷试动敷中方技作设包案术，技含以来术线及避槽系免、统不管启必架动要等方高多案中项；资方对料式整试，套卷为启突解动然决过停高程机中中。语高因文中此电资，气料电课试力件卷高中电中管气资壁设料薄备试、进卷接行保口调护不试装严工置等作调问并试题且技，进术合行，理过要利关求用运电管行力线高保敷中护设资装技料置术试做。卷到线技准缆术确敷指灵设导活原。。则对对：于于在调差分试动线过保盒程护处中装，高置当中高不资中同料资电试料压卷试回技卷路术调交问试叉题技时，术，作是应为指采调发用试电金人机属员一隔，变板需压进要器行在组隔事在开前发处掌生理握内；图部同纸故一资障线料时槽、，内设需，备要强制进电造行回厂外路家部须出电同具源时高高切中中断资资习料料题试试电卷卷源试切，验除线报从缆告而敷与采设相用完关高毕技中，术资要资料进料试行，卷检并主查且要和了保检解护测现装处场置理设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。

量子力学考研题库

量子力学考研题库一、基本概念题1. 描述波函数的物理意义。

2. 解释测不准原理，并举例说明其在实验中的应用。

3. 讨论量子态的叠加原理及其在量子计算中的应用。

二、数学基础题1. 证明薛定谔方程的解是线性叠加的。

2. 计算一维无限深势阱中粒子的能级和波函数。

3. 推导谐振子的能级公式，并解释其物理意义。

三、物理概念题1. 讨论量子纠缠现象及其在量子通信中的作用。

2. 解释量子隧穿效应，以及它在扫描隧道显微镜中的应用。

3. 讨论量子退相干现象及其对量子计算的影响。

四、计算题1. 计算氢原子的能级和波函数，并讨论其在化学中的应用。

2. 推导并计算双缝干涉实验中粒子的波函数。

3. 利用量子力学原理解释光电效应，并计算光电子的最大动能。

五、实验题1. 设计一个实验来验证量子隧穿效应。

2. 利用量子力学原理解释并设计一个实验来测量电子的自旋。

3. 讨论如何利用量子纠缠来实现量子隐形传态。

六、综合应用题1. 讨论量子力学在纳米技术中的应用，包括量子点和量子线。

2. 利用量子力学原理解释超导现象，并讨论其在能源存储中的应用。

3. 讨论量子力学在生命科学中的应用，例如量子生物学和量子药物设计。

结束语量子力学作为现代物理学的基石之一，其理论和应用在不断发展和扩展。

考研的同学们需要深入理解量子力学的基本原理，并能够灵活运用这些原理来解决实际问题。

希望上述题库能够为考研复习提供一些帮助。

在准备考试的过程中，不仅要掌握理论知识，还要通过大量的练习来提高解题能力。

祝所有考生考试顺利，取得理想的成绩。

哈工大考研量子力学试题

2.2.3 2008年真题【题目】1. 轨道角动量的三个分量x L ，y L 和z L 是否有共同本征态？若果有，写出一个来；如果没有，请说明为什么【解题】没有，^^^,x y z L L i L ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦不对易，故无共同本征态【分析】本题考察两个算符具有共同本征态的条件——两个算符对易。

属于基础概念的考核。

对易这一概念是量子力学考试中肯定会出现的概念，通常穿插在答题中间，对常用的对易关系一定要做到熟练运用，记忆的程度。

【题目】2. 已知哈密顿量221()2H V r μ=-∇+的本征值为n E ，相应的本征函数为()n r ϕ，求222()2H V r C μ=-∇++的本征值和本征函数（C 为常数）。

【解题】^1^^^211()()()()()()()()()()()n n n n n n n n n n n n H r E r H r H C r H r C r E r C r E C r ϕϕϕϕϕϕϕϕϕ==+=+=+=+ 由上式知，^2H 的本征函数为()n r ϕ，本征值为nE C +【分析】首先写出哈密顿量的本征方程，通过两个不同哈密顿量的关系可以得出相关结果【题目】3. 计算对易关系2[,]?;[,]?z x y z p L L iL L =+= 【解题】（1）22^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^,,,,()()()0z z z z y x y x y x x y y x x y p L L p L p p p L p i p i i p j p p i p i i p j i p p p p p p p p ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=-=--⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦=----=--+-=（2）^^^^^^^^^,,,x y z x z y z y x L i L L L L i L L i L i L ⎡⎤⎡⎤⎡⎤+=+=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦【分析】本题需要掌握常见量子算符的对易关系，比如坐标与动量、动量与动量、角动量与动量，并且有关对易几条性质得知道，比如⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡∧∧∧∧∧∧∧∧∧C A B C B A C ,,B A ，，能将复杂的算符用一些简单并且我们所熟知的算符表示出来，并化简得出结果【题目】4. 利用不确定关系估算线性谐振子的基态能量。

1999年哈尔滨工业大学量子力学试题

1999年量子力学考研试题一. 质量为m 的粒子，在阱宽为a 的非对称一维无限深势阱中运动，当0=t 时，粒子处于状态()()()()x x x x 3214141210,ϕϕϕψ+-=其中，()x n ϕ为粒子的第n 个本征态。

（1）求0=t 时能量的取值几率；（2）求0>t 时的波函数()t x ,ψ；（3）求0>t 时能量的取值几率。

解：非对称一维无限深势阱中粒子的本征解为()xan a x n n m a E n n πϕπsin 2,3,2,1 ,22222===（1）首先，将()0,x ψ归一化。

由14141212222=⋅⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫⎝⎛c 可知，归一化常数为38=c于是，归一化后的波函数为()()()()x x x x 3216161320,ϕϕϕψ+-=能量的取值几率为()()()61;61 ;32321===E W E W E W 能量取其它值的几率皆为零。

（2）因为哈密顿算符不显含时间，故0>t 时的波函数为()()()()⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛-=t E x t E x t E x t x 332211i e x p 61i e x p 61i e x p 32, ϕϕϕψ （3）由于哈密顿量是守恒量，所以0>t 时的取值几率与0=t 时相同。

二. （见习题选讲5.10）设体系的哈密顿算符为()22221ˆ21ˆˆ21ˆz y x L I L L I H ++=利用适当的变换求出体系的能量本征值与相应的本征矢。

解：将哈密顿算符改写为()212212122221ˆ2121ˆ21ˆ2121ˆˆˆ21ˆz z z y x L I I L I L I I L L L I H ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+++=显然，{}zL L H ˆ,ˆ,ˆ2构成力学量完全集，且其共同本征函数系为{}),(Y ϕθlm ，于是),(Y 2121)1(21),(Y ˆ2121ˆ21),(Y ˆ22122121221ϕθϕθϕθlm lm z lm m I I l l I L I I L I H ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+= 进而可知能量本征值为221212121)1(21 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫⎝⎛-++=m I I l l I E lm 相应的本征矢为球谐函数()ϕθ,Y lm 。

2021年攻读硕士学位研究生入学考试《量子力学》试题(试卷A、B)

2021年攻读硕士学位研究生入学考试《量子力学》试题（试卷A、B）试卷A一、分析题：（1）写出玻尔-索末菲量子化条件的形式；（2）求出均匀磁场中作圆周运动的电子轨道的可能半径；二、计算题：（1）若一质量为μ的粒子在势场()0,0,,0x aV x x a x <<⎧=⎨∞≥≤⎩中运动，求粒子的可能能级；（2）若某一时刻加上了形如sin ,(1)xe e aω<<的势场，求其基态能级至二级修正；（3）若势能()V x 变为()221,02,0x x V x x μω⎧>⎪=⎨⎪∞<⎩求粒子的可能能级。

三、氢原子处于基态，其波函数形如,race a ψ-=为玻尔半径，（1）利用归一化条件，求出c ；（2）设几率密度为()P r ，试求出()P r 的形式，并求出最可几半径；（3）求出基态势能及动能在基态中的平均值；（4）用何种定理可把ˆV及ˆT联系起来？四、一转子，其哈密顿量222ˆˆˆˆ222yx zx y zLL LHI I I=++，转子的轨道角动量量子数是1，（1）试在角动量表象中，求出ˆˆˆ,,x y zL L L的形式；（2）求出ˆH的本征值。

五、若基态氢原子处于平行板电场中，电场按下列形式变化00,0,0t t E e t τε-≤⎧⎪=⎨>⎪⎩，τ为大于零的常数，求经过长时间后，氢原子处于2P态的几率。

（设ˆH '为微扰哈密顿，()()805100,210100,211ˆˆ;03t a e H e H τε-±''=⋅=）。

六、分析计算：（1）用玻恩近似法，求粒子处于势场()()0,0raV x V e a -=->中散射的微分截面。

（2）从该问题中讨论玻恩近似成立的条件。

试卷B一、（10分）。

（1）试求出100eV 的自由粒子及0.1eV 、质量为1克的质点的德布罗意波长。

（1eV =1.6⨯193410, 6.610J h J s --=⨯⋅）。

哈尔滨工业大学2017量子力学.docx

哈尔滨工业大学2017年硕士研究生入学考试科目名称：量子力学考试时间: 三小时满分:150分
科目代码：833 适用专业:物理学院等相关专业
注意：①所有答案必须写在答题纸或答题卡上，写在本试题纸或草稿纸上均无效；
②本科目不允许使用计算器；③本试题纸须随答题纸一起装入试题袋中交回！
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六、自旋为!，磁矩n = c&,(《为常量，①为泡利矩阵)的粒子在随时间变化的磁场否=上电(k为常量，為是z轴方向的单位矢量)中运动，百=_卩•瓦在，=0时，粒子的状态为：
a(0)\ /cos /3\
/)(0)/ - \sin/3)
求，时刻粒子的状态以及在该状态下粒子自旋晶，毎的平均值。