量子力学问答题
量子力学复习题附答案
量子力学复习题附答案1. 量子力学的基本假设是什么?答案:量子力学的基本假设包括波函数假设、态叠加原理、测量假设、不确定性原理、薛定谔方程和泡利不相容原理。
2. 描述态叠加原理的内容。
答案:态叠加原理指出,一个量子系统可以处于多个可能状态的线性组合,即叠加态。
系统的态函数可以表示为这些可能状态的叠加。
3. 测量假设在量子力学中扮演什么角色?答案:测量假设指出,当对量子系统进行测量时,系统会从叠加态“坍缩”到一个特定的本征态,其概率由波函数的模方给出。
4. 不确定性原理如何表述?答案:不确定性原理表述为,粒子的位置和动量不能同时被精确测量,它们的不确定性的乘积总是大于或等于某个常数,即 $\Delta x\Delta p \geq \frac{\hbar}{2}$。
5. 薛定谔方程的形式是什么?答案:薛定谔方程的形式为 $i\hbar\frac{\partial}{\partialt}\Psi(r,t) = \hat{H}\Psi(r,t)$,其中 $\Psi(r,t)$ 是波函数,$\hat{H}$ 是哈密顿算符,$\hbar$ 是约化普朗克常数。
6. 泡利不相容原理的内容是什么?答案:泡利不相容原理指出,一个原子中不能有两个或更多的电子处于相同的量子态,即具有相同的一组量子数。
7. 什么是波函数的归一化?答案:波函数的归一化是指波函数的模方在整个空间的积分等于1,即$\int |\psi|^2 d\tau = 1$,其中 $d\tau$ 是体积元素。
8. 描述量子力学中的隧道效应。
答案:隧道效应是指粒子通过一个势垒的概率不为零,即使其动能小于势垒的高度。
这是量子力学中粒子波性质的体现。
9. 什么是自旋?答案:自旋是量子力学中粒子的一种内禀角动量,它与粒子的质量和电荷有关,但与粒子的轨道角动量不同。
10. 什么是能级和能级跃迁?答案:能级是指量子系统中粒子可能的能量状态,能级跃迁是指粒子从一个能级跃迁到另一个能级的过程,通常伴随着能量的吸收或发射。
《量子力学》基本概念考查题目以及答案
《量子力学》基本概念考查题目以及答案1. 量子力学中,粒子的状态由什么描述?A. 位置B. 动量C. 波函数D. 能量答案:C2. 海森堡不确定性原理表明了什么?A. 粒子的位置和动量可以同时准确知道B. 粒子的位置和动量不能同时准确知道C. 粒子的速度和动量可以同时准确知道D. 粒子的位置和能量可以同时准确知道答案:B3. 量子纠缠是指什么?A. 两个粒子之间的经典相互作用B. 两个粒子之间的量子相互作用C. 两个粒子的量子态不能独立于彼此描述D. 两个粒子的量子态可以独立于彼此描述答案:C4. 在量子力学中,一个粒子通过一个势垒的隧穿概率是由什么决定的?A. 粒子的能量B. 势垒的宽度C. 势垒的高度D. 所有以上因素答案:D5. 量子力学的基本方程是什么?A. 牛顿第二定律B. 麦克斯韦方程组C. 薛定谔方程D. 热力学第二定律答案:C6. 在量子力学中,一个系统的波函数坍缩通常发生在什么情况下?A. 当系统处于叠加态时B. 当系统被测量时C. 当系统与环境相互作用时D. B 和 C答案:D7. 量子力学中的泡利不相容原理指出,一个原子中的两个电子不能具有完全相同的一组量子数,这主要影响什么?A. 电子的质量B. 电子的自旋C. 电子的能级D. 电子的电荷答案:C8. 量子退相干是什么?A. 量子态的相干性增强的过程B. 量子态的相干性丧失的过程C. 量子态的叠加态减少的过程D. 量子态的不确定性减少的过程答案:B9. 在量子力学中,哪个原理说明了全同粒子不能被区分?A. 泡利不相容原理B. 量子叠加原理C. 量子不确定性原理D. 量子对称性原理答案:D10. 量子力学中的“观测者效应”指的是什么?A. 观测者的存在改变了被观测系统的状态B. 观测者的存在增强了被观测系统的能量C. 观测者的存在减小了被观测系统的不确定性D. 观测者的存在导致了被观测系统的量子坍缩答案:A11. 在量子力学中,一个粒子的波函数通常是复数还是实数?A. 实数B. 复数C. 整数D. 可以是复数也可以是实数答案:B12. 量子力学中的“粒子-波动二象性”指的是什么?A. 粒子有时表现为波动,有时表现为粒子B. 粒子和波动是两种完全不同的实体C. 粒子和波动是同一种实体的不同表现形式D. 粒子的存在需要波动作为媒介答案:C13. 在量子力学中,一个粒子的动量和位置可以同时被准确测量吗?A. 是的,可以同时准确测量B. 不可以,这受到海森堡不确定性原理的限制C. 只有在特定条件下可以D. 只有使用特殊仪器才可以答案:B14. 量子力学中的“超定性”是指什么?A. 系统的状态由多个波函数描述B. 系统的多个性质可以独立测量C. 系统的波函数可以有多个解D. 系统的多个状态可以共存答案:A15. 在量子力学中,一个粒子的自旋是什么?A. 粒子旋转的速度B. 粒子的量子态的一个内在属性C. 粒子的角动量D. 粒子的动能答案:B16. 量子力学中的“测量问题”指的是什么?A. 如何测量量子系统的尺寸B. 如何测量量子系统的动量C. 测量过程如何影响量子系统的状态D. 测量结果的统计性质答案:C17. 量子力学中的“波函数坍缩”是指什么?A. 波函数在空间中的扩散B. 波函数在时间中的演化C. 波函数从叠加态突然转变为某个特定的状态D. 波函数的数学表达式变得复杂答案:C18. 在量子力学中,一个系统的能量通常是量子化的,这意味着什么?A. 系统的能量可以连续变化B. 系统的能量可以是任何值C. 系统的能量只能取特定的离散值D. 系统的能量只能增加或减少特定的量答案:C19. 量子力学中的“非局域性”指的是什么?A. 量子系统的状态不能在空间中定位B. 量子系统的状态不能在时间中定位C. 量子系统的状态不受空间距离的限制D. 量子系统的状态不受时间距离的限制答案:C20. 在量子力学中,一个粒子的波函数的绝对值平方代表什么?A. 粒子的总能量B. 粒子的总动量C. 粒子在某个位置被发现的概率密度D. 粒子的电荷密度答案:C这套选择题覆盖了量子力学的多个基本概念,适合用于检验学生对量子力学基础知识的掌握情况。
量子力学试题及答案
量子力学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 量子力学的基本原理之一是:A. 牛顿运动定律B. 薛定谔方程C. 麦克斯韦方程组D. 热力学第二定律2. 波函数的绝对值平方代表:A. 粒子的动量B. 粒子的能量C. 粒子在某一位置的概率密度D. 粒子的波长3. 以下哪个不是量子力学中的守恒定律?A. 能量守恒B. 动量守恒C. 角动量守恒D. 电荷守恒4. 量子力学中的不确定性原理是由哪位物理学家提出的?A. 爱因斯坦B. 波尔C. 海森堡D. 薛定谔5. 在量子力学中,一个粒子的波函数可以表示为:B. 一个复数C. 一个向量D. 一个矩阵二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述海森堡不确定性原理,并解释其在量子力学中的意义。
2. 解释什么是量子纠缠,并给出一个量子纠缠的例子。
3. 描述量子隧道效应,并解释它在实际应用中的重要性。
三、计算题(每题25分,共50分)1. 假设一个粒子在一维无限深势阱中,其波函数为ψ(x) = A *sin(kx),其中A是归一化常数。
求该粒子的能量E。
2. 考虑一个二维电子在x-y平面上的波函数ψ(x, y) = A * e^(-αx) * cos(βy),其中A是归一化常数。
求该电子的动量分布。
答案一、选择题1. B. 薛定谔方程2. C. 粒子在某一位置的概率密度3. D. 电荷守恒4. C. 海森堡二、简答题1. 海森堡不确定性原理指出,粒子的位置和动量不能同时被精确测量,其不确定性关系为Δx * Δp ≥ ħ/2,其中ħ是约化普朗克常数。
这一原理揭示了量子世界的基本特性,即粒子的行为具有概率性而非确定性。
2. 量子纠缠是指两个或多个量子系统的状态不能独立于彼此存在,即使它们相隔很远。
例如,两个纠缠的电子,无论它们相隔多远,测量其中一个电子的自旋状态会即刻影响到另一个电子的自旋状态。
3. 量子隧道效应是指粒子在经典物理中无法穿越的势垒,在量子物理中却有一定概率能够穿越。
量子力学简答100题及答案
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Gˆ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z S ˆ表象下,波函数⎪⎪⎭⎫⎝⎛=ψ),,(),,(21z y x z y x ψψ如何归一化?解释各项的几率意义。
6、何为束缚态?7、当体系处于归一化波函数ψ(,) r t 所描述的状态时,简述在ψ(,)r 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),(t r ψ,采用Dirac 符号时,若将ψ(,) r t 改写为ψ(,)r t 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、Stern —Gerlach 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 ()H0的某一能级)0(n E ,对应f 个正交归一本征函数i φ(i =1,2,…,f ),为什么一般地i φ不能直接作为()H HH'+=ˆˆˆ0的零级近似波函数? 15、在自旋态χ12()s z 中, S x 和 S y的测不准关系( )( )∆∆S S x y 22•是多少? 16、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?23、据[aˆ,+a ˆ]=1,a a Nˆˆˆ+=,n n n N =ˆ,证明:1ˆ-=n n n a 。
《量子力学》题库
《量子力学》题库一、简答题1 试写了德布罗意公式或德布罗意关系式,简述其物理意义 答:微观粒子的能量和动量分别表示为: ων ==h Ek n h p ==ˆλ其物理意义是把微观粒子的波动性和粒子性联系起来.等式左边的能量和动量是描述粒子性的;而等式右边的频率和波长则是描述波的特性的量.2 简述玻恩关于波函数的统计解释,按这种解释,描写粒子的波是什么波?答:波函数的统计解释是:波函数在空间中某一点的强度(振幅绝对值的平方)和在该点找到粒子的几率成正比。
按这种解释,描写粒子的波是几率波。
3 根据量子力学中波函数的几率解释,说明量子力学中的波函数与描述声波、光波等其它波动过程的波函数的区别。
答:根据量子力学中波函数的几率解释,因为粒子必定要在空间某一点出现,所以粒子在空间各点出现的几率总和为1,因而粒子在空间各点出现的几率只决定于波函数在空间各点的相对强度而不决定于强度的绝对大小;因而将波函数乘上一个常数后,所描写的粒子状态不变,这是其他波动过程所没有的。
4 设描写粒子状态的函数ψ可以写成2211ϕϕψc c +=,其中1c 和2c 为复数,1ϕ和2ϕ为粒子的分别属于能量1E 和2E 的构成完备系的能量本征态。
试说明式子2211ϕϕψc c +=的含义,并指出在状态ψ中测量体系的能量的可能值及其几率。
答:2211ϕϕψc c +=的含义是:当粒子处于1ϕ和2ϕ的线性叠加态ψ时,粒子是既处于1ϕ态,又处于2ϕ态。
或者说,当1ϕ和2ϕ是体系可能的状态时,它们的线性叠加态ψ也是体系一个可能的状态;或者说,当体系处在态ψ时,体系部分地处于态1ϕ、2ϕ中.在状态ψ中测量体系的能量的可能值为1E 和2E ,各自出现的几率为21c 和22c 。
5 什么是定态?定态有什么性质?答:定态是指体系的能量有确定值的态。
在定态中,所有不显含时间的力学量的几率密度及向率流密度都不随时间变化。
6 什么是全同性原理和泡利不相容原理?两者的关系是什么? 答:全同性原理是指由全同粒子组成的体系中,两全同粒子相互代换不引起物理状态的改变。
量子力学练习答案
《量子力学》试题(A) 答案及评分标准一、简答题(30分,每小题5分) 1.何谓势垒贯穿?是举例说明。
答:微观粒子在能量E 小于势垒高度时仍能贯穿势垒的现象,称为势垒贯穿。
它是一种量子效应,是微观粒子波粒二象性的体现。
例如金属电子冷发射、α衰变等现象都是由隧道效应产生的,利用微观粒子势垒贯穿效应的特性制造了隧道二极管。
2.波函数()t r ,ψ是应该满足什么样的自然条件?()2,t r ψ的物理含义是什么? 答: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。
()2,t r ψ表示在t 时刻r 附近τd 体积元中粒子出现的几率密度。
3.分别说明什么样的状态是束缚态、简并态、正宇称态和负宇称态?答:当粒子的坐标趋向无穷远时,波函数趋向零,称之为粒子处于束缚态。
若一个本征值对应一个以上的本征态,则称该本征值是简并的,所对应的本征态即为简并态,本征态的个数就是本征值相应的简并度。
将波函数中的坐标变量改变一个负号,若新波函数与原波函数一样,则称其为正宇称态;将波函数中的坐标变量改变一个负号,若新波函数与原波函数相差一个负号,则称其为负宇称态。
4.物理上可观测量应该对应什么样的算符?为什么?答:物理上可观测量对应线性厄米算符。
线性是状态叠加原理要求的,厄米算符的本征值是实数,可与观测值比较。
5.坐标x 分量算符与动量x 分量算符x pˆ的对易关系是什么?并写出两者满足的测不准关系。
答:对易关系为[] i ˆ,=x px ,测不准关系为2≥∆⋅∆x p x 6.厄米算符F ˆ的本征值nλ与本征矢n 分别具有什么性质? 答:本征值为实数,本征矢为正交、归一和完备的函数系二、证明题:(10分,每小题5分)(1)证明:i z y x =σσσˆˆˆ 证明:由对易关系z x y y x i σσσσσˆ2ˆˆˆˆ=-及反对易关系0ˆˆˆˆ=+x y y x σσσσ ,得z y x i σσσˆˆˆ=上式两边乘z σˆ,得2ˆˆˆˆz z y x i σσσσ= ∵ 1ˆ2=z σ ∴ i z y x =σσσˆˆˆ (2)证明幺正变换不改变矩阵的本征值。
量子力学试题及答案
量子力学试题及答案一、选择题1. 下列哪个不是量子力学的基本假设?A. 薛定谔方程描述了微观粒子的运动B. 波粒二象性存在C. 粒子的能量只能取离散值D. 电子具有自旋答案:A2. 量子力学中,波函数ψ的物理意义是什么?A. 粒子的位置分布概率幅B. 粒子的动量C. 粒子的自旋D. 粒子的能量答案:A3. 下列哪个是测量厄米算符A的本征值所对应的本征态?A. |A⟩= A|ψ⟩B. A|ψ⟩= λ|ψ⟩C. A|ψ⟩= |ψ⟩D. A|ψ⟩ = 0答案:B4. 对于厄米算符A和B,若它们对易(即[A, B] = 0),则可以同时拥有共同的一组本征态。
A. 正确B. 错误答案:A5. 量子力学中,双缝干涉实验的实验结果说明了下列哪个基本原理?A. 波粒二象性B. 运动不确定性原理C. 量子纠缠D. 全同粒子统计答案:A二、填空题1. 薛定谔方程的一般形式为___________。
答案:iℏ∂ψ/∂t = Hψ2. 微观粒子的自旋可取的两个可能取值是_________。
答案:±1/23. 薛定谔方程描述的是粒子的_________。
答案:波函数4. 在量子力学中,观测算符A的平均值表示为_________。
答案:⟨A⟩ = ⟨ψ|A|ψ⟩5. 测量量子系统时,波函数会坍缩到观测算符A的_________上。
答案:本征态三、简答题1. 请简要解释波粒二象性的概念及其在量子力学中的意义。
答:波粒二象性是指微观粒子既具有粒子性质又具有波动性质。
在量子力学中,波函数描述了粒子的波动性质,可以通过波函数的模的平方得到粒子在不同位置出现的概率分布。
波粒二象性的意义在于解释了微观世界中一些奇特的现象,例如双缝干涉实验和量子隧穿现象。
2. 请简要说明量子力学中的不确定性原理。
答:量子力学中的不确定性原理由海森堡提出,它表明在同时测量一粒子的位置和动量时,粒子的位置和动量不能同时具有确定的值,其精度存在一定的限制。
(完整word版)量子力学所有简答题答案
简答题1.什么是光电效应?光电效应有什么规律?爱因斯坦是如何解释光电效应的?答:光照射到某些物质上,引起物质的电性质发生变化,也就是光能量转换成电能。
这类光致电变的现象被人们统称为光电效应。
或光照射到金属上,引起物质的电性质发生变化。
这类光变致电的现象被人们统称为光电效应。
光电效应规律如下:1.每一种金属在产生光电效应时都存在一极限频率(或称截止频率),即照射光的频率不能低于某一临界值。
当入射光的频率低于极限频率时,无论多强的光都无法使电子逸出。
2.光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关,而与光强无关。
3.光电效应的瞬时性。
实验发现,只要光的频率高于金属的极限频率,光的亮度无论强弱,光子的产生都几乎是瞬时的。
4.入射光的强度只影响光电流的强弱,即只影响在单位时间内由单位面积是逸出的光电子数目。
爱因斯坦认为:(1)电磁波能量被集中在光子身上,而不是象波那样散布在空间中,所以电子可以集中地、一次性地吸收光子能量,所以对应弛豫时间应很短,是瞬间完成的。
(2)所有同频率光子具有相同能量,光强则对应于光子的数目,光强越大,光子数目越多,所以遏止电压与光强无关,饱和电流与光强成正比。
(3)光子能量与其频率成正比,频率越高,对应光子能量越大,所以光电效应也容易发生,光子能量小于逸出功时,则无法激发光电子。
逸出电子的动能、光子能量和逸出功之间的关系可以表示成:221mv A h +=ν这就是爱因斯坦光电效应方程。
其中,h 是普朗克常数;f 是入射光子的频率。
2.写出德布罗意假设和德布罗意公式。
德布罗意假设:实物粒子具有波粒二象性。
德布罗意公式:νωh E == λhk P ==3.简述波函数的统计解释,为什么说波函数可以完全描述微观体系的状态。
几率波满足的条件。
波函数在空间中某一点的强度和在该点找到粒子的几率成正比。
因为它能根据现在的状态预知未来的状态。
波函数满足归一化条件。
4.以微观粒子的双缝干涉实验为例,说明态的叠加原理。
量子力学基础简答题(经典)
量子力学基础简答题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Gˆ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z S ˆ表象下,波函数⎪⎪⎭⎫⎝⎛=ψ),,(),,(21z y x z y x ψψ如何归一化?解释各项的几率意义。
6、何为束缚态?7、当体系处于归一化波函数ψ(,) r t 所描述的状态时,简述在ψ(,)r 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),(t rψ,采用Dirac 符号时,若将ψ(,)r t 改写为ψ(,)r t 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、Stern —Gerlach 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 ()H0的某一能级)0(n E ,对应f 个正交归一本征函数i φ(i =1,2,…,f ),为什么一般地i φ不能直接作为()H HH'+=ˆˆˆ0的零级近似波函数? 15、在自旋态χ12()s z 中, S x 和 S y的测不准关系( )( )∆∆S S x y 22•是多少? 16、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?23、据[aˆ,+a ˆ]=1,a a Nˆˆˆ+=,n n n N =ˆ,证明:1ˆ-=n n n a 。
量子力学模拟试题及答案
量子力学模拟试题及答案一、选择题1. 根据量子力学,以下哪个选项描述了波函数的物理意义?A. 粒子的位置B. 粒子的动量C. 粒子在空间中某点出现的概率密度D. 粒子的质量答案:C2. 海森堡不确定性原理表明,粒子的什么两个物理量不能同时准确测量?A. 位置和动量B. 能量和时间C. 质量与速度D. 动量与能量答案:A二、填空题1. 量子力学中的波函数通常用符号________表示。
答案:Ψ2. 薛定谔方程是量子力学的基本方程,它描述了波函数随时间的________。
答案:演化三、简答题1. 简述量子力学中的叠加原理。
答案:量子力学中的叠加原理表明,如果一个量子系统可以处于多个可能状态中的任何一个,那么它实际上可以处于这些状态的任意线性组合,即叠加态。
这意味着,除非进行测量,否则系统的行为不能被归结为单一确定的状态。
四、计算题1. 假设一个粒子在一维无限深势阱中,其势阱宽度为L。
求该粒子的基态能量。
答案:基态能量可以通过以下公式计算:E0 = (h^2 / (8mL^2)),其中h是普朗克常数,m是粒子质量,L是势阱宽度。
五、论述题1. 论述量子纠缠现象及其在量子信息科学中的应用。
答案:量子纠缠是量子力学中的一种非经典现象,其中两个或多个量子系统处于一种特殊的关联状态,即使它们相隔很远,一个系统的状态改变会立即影响到另一个系统的状态。
在量子信息科学中,量子纠缠是实现量子通信、量子计算和量子密钥分发等技术的关键资源。
例如,在量子密钥分发中,纠缠粒子可以用来生成和共享密钥,确保通信的安全性。
六、实验题1. 设计一个实验来验证海森堡不确定性原理。
答案:一个简单的实验设计是使用双缝干涉实验。
通过测量通过双缝的粒子的位置和动量,可以观察到当一个物理量被更精确地测量时,另一个物理量的不确定性会增加,从而验证海森堡不确定性原理。
实验中,可以使用光电探测器来测量粒子通过特定缝隙的位置,然后通过测量粒子在屏幕上的分布来估算其动量的不确定性。
量子力学试题含答案
量子力学试题含答案1. 选择题a) 以下哪个说法正确?A. 量子力学只适用于微观领域B. 量子力学只适用于宏观领域C. 量子力学适用于微观和宏观领域D. 量子力学不适用于任何领域答案:A. 量子力学只适用于微观领域b) 以下哪个量不是量子力学的基本量?A. 质量B. 电荷C. 动量D. 能量答案:D. 能量c) 下面哪个原理是量子力学的基础?A. 相对论B. Newton力学定律C. 不确定性原理D. 统计力学答案:C. 不确定性原理2. 填空题a) 波粒二象性指的是在特定条件下,微观粒子既可表现出波动性,又可以表现出粒子性。
这种相互转化的现象称为________。
答案:波粒二象性的相互转化b) ____________________是描述微观粒子运动的方程。
答案:薛定谔方程c) Ψ(x, t)代表粒子的波函数,那么|Ψ(x, t)|^2表示__________________。
答案:粒子在坐标x处被测量到的概率密度3. 简答题a) 请简要说明波粒二象性的原理和实验观察。
答案:波粒二象性原理指出,微观粒子既可表现出波动性,又可以表现出粒子性。
这意味着微观粒子的行为既可以用波动的方式来描述(例如干涉和衍射现象),也可以用粒子的方式来描述(例如在特定的位置进行观测)。
实验观察可以通过使用干涉仪和双缝实验等经典实验来验证波动性质。
当光或电子通过干涉仪或双缝实验时,会出现干涉和衍射现象,这表明了粒子具有波动性。
同时,通过探测器对光或电子的位置进行测量,可以观察到粒子的粒子性。
b) 请解释量子力学中的不确定性原理及其意义。
答案:不确定性原理是由德国物理学家海森伯提出的,它指出在测量某个粒子的某个物理量的同时,不可避免地会对另一个物理量的测量结果带来不确定性。
不确定性原理的意义在于限制了我们对微观世界的认知。
它告诉我们,粒子的位置和动量无法同时被精确地确定。
这是由于测量过程中的不可避免的干扰和相互关联性导致的。
量子力学基础简答题(经典)
量子力学基础简答题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Gˆ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z S ˆ表象下,波函数⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ψ),,(),,(21z y x z y x ψψ如何归一化解释各项的几率意义。
6、何为束缚态7、当体系处于归一化波函数ψ(,) r t 所描述的状态时,简述在ψ(,)r 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),(t rψ,采用Dirac 符号时,若将ψ(,)r t 改写为ψ(,)r t 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、Stern —Gerlach 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)0(n E ,对应f 个正交归一本征函数i φ(i =1,2,…,f ),为什么一般地i φ不能直接作为()H H H'+=ˆˆˆ0的零级近似波函数15、在自旋态χ12()s z 中, S x 和 S y的测不准关系( )( )∆∆S S x y 22•是多少 16、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23、据[aˆ,+a ˆ]=1,a a N ˆˆˆ+=,n n n N =ˆ,证明:1ˆ-=n n n a 。
量子力学考试题库及答案
量子力学考试题库及答案一、选择题1. 量子力学中,波函数的平方代表粒子在空间某点出现的概率密度。
下列关于波函数的描述中,哪一项是正确的?A. 波函数的绝对值平方代表粒子在空间某点出现的概率密度B. 波函数的绝对值代表粒子在空间某点出现的概率密度C. 波函数的平方代表粒子在空间某点出现的概率D. 波函数的绝对值平方代表粒子在空间某点出现的概率答案:A2. 海森堡不确定性原理表明,粒子的位置和动量不能同时被精确测量。
以下哪项是海森堡不确定性原理的数学表达式?A. ΔxΔp ≥ ħ/2B. ΔxΔp ≤ ħ/2C. ΔxΔp = ħ/2D. ΔxΔp = ħ答案:A二、填空题3. 在量子力学中,粒子的波函数ψ(x,t)满足________方程,该方程由薛定谔提出,是量子力学的基本方程之一。
答案:薛定谔方程4. 根据泡利不相容原理,一个原子中的两个电子不能具有相同的一组量子数,即不能同时具有相同的________、________、________和________。
答案:主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数三、简答题5. 简述量子力学中的隧道效应,并给出一个实际应用的例子。
答案:量子隧道效应是指粒子通过一个势垒的概率不为零,即使其能量低于势垒的高度。
这一现象在经典物理学中是不可能发生的。
一个实际应用的例子是扫描隧道显微镜(STM),它利用量子隧道效应来探测物质表面的原子结构。
6. 描述量子力学中的波粒二象性,并解释为什么这一概念是重要的。
答案:波粒二象性是指微观粒子如电子和光子等,既表现出波动性也表现出粒子性。
这一概念重要,因为它揭示了物质在微观尺度上的基本行为,是量子力学的核心概念之一,对理解原子和分子结构、化学反应以及材料的电子性质等方面都有深远的影响。
四、计算题7. 假设一个粒子被限制在一个宽度为L的一维无限深势阱中,求该粒子的基态能量。
答案:基态能量E1 = (π²ħ²)/(2mL²),其中ħ是约化普朗克常数,m是粒子的质量,L是势阱的宽度。
量子力学试题及答案
量子力学试题及答案一、选择题1. 量子力学中,描述一个量子态最基本的方法是()。
A. 波函数B. 哈密顿算符C. 薛定谔方程D. 路径积分答案:A2. 海森堡不确定性原理表明,粒子的()和()不能同时被精确测量。
A. 位置,速度B. 能量,时间C. 动量,位置D. 时间,动量答案:C3. 波函数的绝对值平方代表的是()。
A. 粒子的速度B. 粒子的能量C. 粒子在某一位置出现的概率密度D. 粒子的动量答案:C4. 薛定谔方程是一个()。
A. 线性偏微分方程B. 非线性偏微分方程C. 线性常微分方程D. 非线性常微分方程答案:A5. 在量子力学中,泡利不相容原理指的是()。
A. 两个费米子不能处于同一个量子态B. 两个玻色子不能处于同一个量子态C. 所有粒子都不能处于同一个量子态D. 所有粒子都必须处于同一个量子态答案:A二、填空题1. 在量子力学中,一个粒子的波函数必须满足__________方程,才能保证波函数的归一化条件。
答案:连续性2. 量子力学的基本原理之一是观测者效应,即观测过程会影响被观测的__________。
答案:系统3. 量子纠缠是量子力学中的一种现象,其中两个或多个粒子的量子态以某种方式相互关联,以至于一个粒子的状态立即影响另一个粒子的状态,这种现象被称为__________。
答案:非局域性三、简答题1. 请简述德布罗意假说的内容及其对量子力学的贡献。
德布罗意假说提出了物质波的概念,即所有物质都具有波粒二象性。
这一假说不仅解释了电子衍射实验的现象,而且为量子力学的发展奠定了基础,使得物理学家开始将波动性质引入到粒子的描述中,从而推动了波函数理论的发展。
2. 什么是量子隧穿效应?请给出一个实际应用的例子。
量子隧穿效应是指粒子在遇到一个能量势垒时,即使其能量低于势垒高度,也有可能穿透势垒出现在另一侧的现象。
这一效应是量子力学中特有的,与经典物理学预测的结果不同。
一个实际应用的例子是半导体器件中的隧道二极管,它利用量子隧穿效应来实现电流的传导,具有非常快的开关速度和低功耗的特性。
量子力学问答题
量子力学问答题1. 经典物理学遇到哪些困难?从中得到哪些启示?2. 普朗克为了解释自己提出的经验公式,作了怎样的假定?这一假定的思想与经典思想有何区别?3. 爱因斯坦重新肯定光的粒子性与牛顿的光的微粒说有何区别?4. 普朗克--爱因斯坦关系式有何意义?5. 玻尔量子论的两个重要概念和它的缺陷,玻尔量子理论是否可能揭示出微观粒子运动本质?这什么?6. 在康普顿效应的初步理论中指出,当散射的时候,波长的改变与散射物理性质无关,这个结论是否正确?这个效应与物质的性质有什么关系?7. 徳布罗意提出的实物粒子具有波粒二象性的基本思想是什么?德布罗意关系式与普朗克--爱因斯坦关系式有何区别?8. 德布罗意关系式在有外场时是否成立?怎样理解?9. 微观粒子具有什么特征?有无根据?10. 自由粒子的动能E,若它的速度远小于光速C,则该粒子的德布罗意波长为多少?11. 人们曾经对波的理解有哪两种观点?是否正确?12. 波和粒子的关系究竟如何?电子是粒子还是波?怎样理解?13. 玻恩的统计解释怎样?为什么波函数能描写粒子的一切性质?怎样理解?14. 归一化条件的物理意义是什么?波函数的标准条件是什么?15. 几率波有哪些重要性质?经典波与几率波的根本区别是什么?16. 如何用实验装置来测量粒子的动量?17. 为什么薛定谔方程必须是线性方程?18. 薛定谔方程在量子力学中的地位,如何来建立它?19. 叙述几率流密度矢量的物理意义?20. 什么是定态?处于定态下的粒子具有怎样的特征?21. 在力场中运动的粒子是否可用定态波来描述?22. 薛定谔方程应满足什么条件?23. 自由粒子是什么?24. 人们对物质粒子的波动性早期理解有哪两种较为普遍的观点?为什么这些现象都是片面的,是不正确的?25. 波和粒子的关系究竟如何?怎样理解几率波,为什么说几率波正确地把物质粒子的波动性和原子性统一起来?26. 证明一维运动束缚定态都是不简并的?27. 为什么一维运动束缚定态波函数是实数?28. 什么是束缚态?什么是自由态?什么是基态?束缚态与自由态以能级怎样?29. 什么是能量本征值?什么是能量本征函数?H不变,即能量守恒是否意味着能量一定处于能量本征态中?为什么?30. 何谓透射系数和反射系数,何谓遂道效应,怎样求出透射系数和反射系数?怎样理解反射系数?31. 在什么情况下发生共振透射?怎样理解共振透射?32. 线性谐振子的能谱怎样?与旧量子论有何区别?33. 在几率分布中有波节存在,粒子怎样通过几率为0的点?34. 什么叫算符?量子力学的算符有何性质?35. 量子力学中为什么要引进算符来表示力学量?36. 证明在任何状态下,厄密算符的平均值都是实数,其定理也成立。
高中量子力学试题及答案
高中量子力学试题及答案1. 量子力学的基本原理是什么?答案:量子力学的基本原理包括波粒二象性、不确定性原理、量子态的叠加原理和量子纠缠等。
2. 描述海森堡不确定性原理。
答案:海森堡不确定性原理指出,粒子的位置和动量不能同时被精确测量,其不确定性的关系由公式ΔxΔp ≥ ħ/2表示,其中Δx是位置的不确定性,Δp是动量的不确定性,ħ是约化普朗克常数。
3. 什么是量子态的叠加原理?答案:量子态的叠加原理指的是一个量子系统可以同时处于多个可能状态的叠加,这些状态的线性组合构成了系统的完整描述。
4. 简述波函数的物理意义。
答案:波函数是量子力学中描述粒子状态的数学函数,它包含了关于粒子的所有可能信息,如位置、动量等。
波函数的绝对值的平方给出了粒子在特定位置被发现的概率密度。
5. 什么是量子纠缠?答案:量子纠缠是量子力学中的一种现象,指的是两个或多个量子系统之间存在一种特殊的关联,即使它们相隔很远,一个系统的状态改变会立即影响到另一个系统的状态。
6. 描述薛定谔的猫思想实验。
答案:薛定谔的猫思想实验是一个关于量子叠加状态的经典比喻,实验中,一个猫被放置在一个盒子里,盒子内有一个放射性原子、一个盖革计数器、一个锤子和一个毒气瓶。
如果原子衰变,盖革计数器会触发锤子打碎毒气瓶,猫就会死亡。
在没有观察之前,猫的状态是既死又活的叠加态,只有当盒子被打开观察时,猫的状态才会塌缩为确定的死或活。
7. 什么是量子隧穿效应?答案:量子隧穿效应是指粒子能够穿越一个经典物理中不可能穿越的势垒。
这种现象在量子力学中是可能的,因为粒子的波函数在势垒的另一侧并不完全为零,这意味着存在一定的概率粒子能够出现在势垒的另一侧。
8. 简述量子力学中的波函数坍缩。
答案:波函数坍缩是指在量子力学中,当一个量子系统被测量时,系统的波函数会从一个叠加态突然转变为一个特定的状态,这个过程是随机的,并且与测量过程有关。
9. 什么是泡利不相容原理?答案:泡利不相容原理指出,在同一个量子系统中,两个相同的费米子(如电子)不能处于同一个量子态。
量子力学基础简答题(经典)(完整资料).doc
【最新整理,下载后即可编辑】量子力学基础简答题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Gˆ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z S ˆ表象下,波函数⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ψ),,(),,(21z y x z y x ψψ如何归一化?解释各项的几率意义。
6、何为束缚态?7、当体系处于归一化波函数ψ(,) r t 所描述的状态时,简述在ψ(,)r 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),(t rψ,采用Dirac 符号时,若将ψ(,)r t 改写为ψ(,)r t 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、Stern —Gerlach 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)0(n E ,对应f 个正交归一本征函数i φ(i =1,2,…,f ),为什么一般地i φ不能直接作为()H H H'+=ˆˆˆ0的零级近似波函数?15、在自旋态χ12()s z 中, S x 和 S y的测不准关系( )( )∆∆S S x y 22•是多少? 16、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?23、据[aˆ,+a ˆ]=1,a a N ˆˆˆ+=,n n n N =ˆ,证明:1ˆ-=n n n a 。
30道量子力学知识选择题和答案
30道量子力学知识选择题和答案1. 关于量子态,以下说法正确的是()A. 量子态是可连续变化的B. 量子态是离散的答案:B2. 量子叠加原理是指()A. 多个量子态可以同时存在B. 量子态只能有一个答案:A3. 量子纠缠现象说明了()A. 量子之间存在相互作用B. 量子之间存在非定域性关联答案:B4. 在量子力学中,测量会导致()A. 量子态的改变B. 量子态的保持不变答案:A5. 关于波函数,以下说法正确的是()A. 描述了量子系统的状态B. 是一个实数函数答案:A6. 海森堡不确定性原理涉及到哪两个物理量的不确定性()A. 位置和动量B. 能量和时间答案:A7. 量子力学中的算符表示()A. 物理量B. 对量子态的操作答案:B8. 泡利不相容原理适用于()A. 电子B. 所有费米子答案:B9. 以下哪种现象与量子力学有关()A. 黑体辐射B. 光电效应答案:B10. 在量子力学中,能量的量子化表现为()A. 能量只能取特定的值B. 能量可以连续变化答案:A11. 关于量子隧道效应,以下说法正确的是()A. 粒子可以穿过势垒B. 粒子不能穿过势垒答案:A12. 量子力学中的可观测量对应的是()A. 厄米算符B. 非厄米算符答案:A13. 狄拉克方程描述的是()A. 电子的运动B. 所有粒子的运动答案:B14. 关于量子力学的诠释,以下说法正确的是()A. 只有一种诠释是正确的B. 有多种诠释,且都有实验支持答案:B15. 量子力学中的全同粒子()A. 是完全相同的B. 可以区分答案:A16. 关于量子力学的基本假设,以下说法错误的是()A. 物理量都可以用实数来描述B. 量子态的演化是确定性的答案:AB17. 量子力学中的概率幅表示()A. 概率的大小B. 概率的相位答案:B18. 以下哪种实验验证了量子力学的基本原理()A. 双缝干涉实验B. 迈克尔逊-莫雷实验答案:A19. 量子力学中的守恒量对应的是()A. 不变的物理量B. 随时间变化的物理量答案:A20. 关于量子力学中的对称性,以下说法正确的是()A. 存在多种对称性B. 对称性与物理规律无关答案:A21. 量子力学中的密度算符描述的是()A. 量子系统的概率分布B. 量子系统的能量分布答案:A22. 以下哪种量子系统具有简并性()A. 氢原子B. 自由粒子答案:A23. 量子力学中的散射理论主要研究()A. 粒子的碰撞过程B. 粒子的传播过程答案:A24. 关于量子力学中的表象,以下说法正确的是()A. 有多种表象可以选择B. 表象是唯一确定的答案:A25. 量子力学中的时间演化算符描述的是()A. 量子态随时间的变化B. 物理量随时间的变化答案:A26. 以下哪种量子系统的能级是分立的()A. 谐振子B. 自由电子答案:A27. 量子力学中的角动量算符具有()A. 分立的本征值B. 连续的本征值答案:A28. 关于量子力学中的路径积分表述,以下说法正确的是()A. 是一种量子力学的表述方式B. 与薛定谔方程等价答案:AB29. 量子力学中的对称性破缺会导致()A. 新的物理现象B. 物理规律的改变答案:A30. 以下哪种量子系统的波函数可以用球谐函数来描述()A. 氢原子B. 原子核答案:A。
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1. 经典物理学遇到哪些困难?从中得到哪些启示?2. 普朗克为了解释自己提出的经验公式,作了怎样的假定?这一假定的思想与经典思想有何区别?3. 爱因斯坦重新肯定光的粒子性与牛顿的光的微粒说有何区别?4. 普朗克--爱因斯坦关系式有何意义?5. 玻尔量子论的两个重要概念和它的缺陷,玻尔量子理论是否可能揭示出微观粒子运动本质?这什么?6. 在康普顿效应的初步理论中指出,当散射的时候,波长的改变与散射物理性质无关,这个结论是否正确?这个效应与物质的性质有什么关系?7. 徳布罗意提出的实物粒子具有波粒二象性的基本思想是什么?德布罗意关系式与普朗克--爱因斯坦关系式有何区别?8. 德布罗意关系式在有外场时是否成立?怎样理解?9. 微观粒子具有什么特征?有无根据?10. 自由粒子的动能E,若它的速度远小于光速C,则该粒子的德布罗意波长为多少?11. 人们曾经对波的理解有哪两种观点?是否正确?12. 波和粒子的关系究竟如何?电子是粒子还是波?怎样理解?13. 玻恩的统计解释怎样?为什么波函数能描写粒子的一切性质?怎样理解?14. 归一化条件的物理意义是什么?波函数的标准条件是什么?15. 几率波有哪些重要性质?经典波与几率波的根本区别是什么?16. 如何用实验装置来测量粒子的动量?17. 为什么薛定谔方程必须是线性方程?18. 薛定谔方程在量子力学中的地位,如何来建立它?19. 叙述几率流密度矢量的物理意义?20. 什么是定态?处于定态下的粒子具有怎样的特征?21. 在力场中运动的粒子是否可用定态波来描述?22. 薛定谔方程应满足什么条件?23. 自由粒子是什么?24. 人们对物质粒子的波动性早期理解有哪两种较为普遍的观点?为什么这些现象都是片面的,是不正确的?25. 波和粒子的关系究竟如何?怎样理解几率波,为什么说几率波正确地把物质粒子的波动性和原子性统一起来?26. 证明一维运动束缚定态都是不简并的?27. 为什么一维运动束缚定态波函数是实数?28. 什么是束缚态?什么是自由态?什么是基态?束缚态与自由态以能级怎样?29. 什么是能量本征值?什么是能量本征函数?H不变,即能量守恒是否意味着能量一定处于能量本征态中?为什么?30. 何谓透射系数和反射系数,何谓遂道效应,怎样求出透射系数和反射系数?怎样理解反射系数?31. 在什么情况下发生共振透射?怎样理解共振透射?32. 线性谐振子的能谱怎样?与旧量子论有何区别?33. 在几率分布中有波节存在,粒子怎样通过几率为0的点?34. 什么叫算符?量子力学的算符有何性质?35. 量子力学中为什么要引进算符来表示力学量?36. 证明在任何状态下,厄密算符的平均值都是实数,其定理也成立。
37. 什么叫本征态,什么叫任意态?本征态与任意态有何区别?38. 证明厄密算符的本征值必为实数。
39. 证明厄密算符属于不同本征值的两个本征函数,彼此正交。
40. 当体系处于什么状态时,算符的平均值和本征值相一致;当体系处于任意态中,力学量的可能值与观察值是否一致?41. 什么叫完全系?如何计算测量结果几率?由几率由平均值的规则怎样?42. 量子力学中“力学量用算符来表达的含义”是什么?43. 什么叫力学量完全集合?在什么情况下两力学同时具有确定值?44. Planck常数在量子力学中起什么作用?45. 为什么平面波不能归一化?46. 对于自由粒子波函数如何归一化?在处理这类问题时一般采取箱归一化方法,这时动量取连续值还是分立值?如取这样的值时,若不假定周期性边界条件,结果又将怎样?47. 什么叫表象?什么叫量子态?同一量子态在不同表象中之间的关系怎样?48. 描述任一量子态的波函数,为什么可以看成抽象的线性空间中一个“矢量”。
49. 为什么说一个表象对应于空间的一个特殊坐标系?50. 久期方程的根表示什么?解久期方程求本征矢的系数是否可以是负值?51. 么正交换有哪些重要性质?分别证明之。
52. X表象和P表象之间的么正变换矩阵元怎样?在这两个表象间态怎样变换?力学量怎样变换?53. 为什么要引进狄拉克符号?54. 用狄拉克符号分别表示连续谱本征函数正交归一条件,分立谱的本征函数正交归一条件?55. 为什么要引进湮没算符和产生算符?用狄拉克符号怎样表示?56. 守恒量有哪些显著特点?57. 什么叫好量子数?58. 为什么在量子力学中,对于力学量的导数不能用通常的定义?59. 证明所有守恒量同时和能量具有确定值。
60. 什么叫薛定谔表象?什么叫海森泊表象?两个表象有何区别?61. 证明如果算符和都是守恒量,但它们彼此不对易,该体系的能级一般来说是简并的。
62. 何谓宇称守恒定律?63. 具有时间均匀性的体系,所处的状态一定是能量本征态吗?为什么?64. 多粒子系的一个基本特征是什么?何谓全同粒子?65. 何谓玻色子和费密子?描写它们波函数怎样?66. 叙述泡利原理和全同性原理。
67. 量子力学的基本假定有哪些?68. 在中心力场中运动的粒子首要特征是什么?一般来说中心力场中的粒子能级是几重简并的。
69. 为什么氢原子能级的简并度比一般中心力场的能级简并度大?70. 三维谐振子的能谱特点是什么?简并度多大?71. 在中心力场中的粒子当l=0时处于什么态?为什么?72、以下说法是否正确:(1)量子力学适用于微观体系,而经典力学适用于宏观体系;(2)量子力学适用于不能忽略的体系,而经典力学适用于可以忽略的体系。
73、微观粒子的状态用波函数完全描述,这里“完全”的含义是什么?74、以微观粒子的双缝干涉实验为例,说明态的叠加原理。
75、量子态的叠加原理常被表述为:“如果和是体系的可能态,则它们的线性叠加也是体系的一个可能态”。
(1)是否可能出现;(2)对其中的与是任意与无关的复数,但可能是时间的函数。
这种理解正确吗?76、(1)波函数与、是否描述同一态?(2)下列波函数在什么情况下才是描述同一态?这里是复常数,是实常数。
77、量子力学规律的统计性与经典统计力学的统计规律有何不同?量子力学统计规律的客观基础是什么?78、量子力学为什么要用算符表示力学量?表示力学量的算符为什么必须是线性厄密的?79、什么是力学量的完全集?它有何特征?80、何谓定态? 它有何特征?81、(1)任意定态的叠加一定是定态。
理由如下:定态的线性叠加态中平均值与无关,所以叠加态是定态。
(2)体系的哈密顿量不显含时间时,波动方程的解都是定态解。
以上说法正确吗?82、什么是束缚态?它有何特征?束缚态是否必为定态?定态是否必为束缚态?举例说明。
83、不确定关系如何体现微观粒子的普遍本质——波粒二象性?84、如何用矩阵表示量子态与力学量,并说明理由。
85、算符(力学量)在其自身表象中如何表示?其本征矢是什么?86、设,分别在坐标和动量表象中写出的矩阵元。
87、试将坐标表象与动量表象加以比较,再由坐标表象的定态薛定谔方程直接写出其在动量表象的表达式。
88、已知一维谐振子在坐标表象的能量本征函数,不用计算,直接写出其在动量表象的能量本征函数。
89、写出能量表象的薛定谔方程表达式。
90、狄拉克符号中,引入了右矢,为什么又引入左矢,右矢和左矢能够相加吗?91、算符的物理意义是什么?公式成立的条件是什么?92、简述定态微扰论的基本思想。
93、非简并定态微扰论的适用条件是什么?94、证明:非简并定态微扰中,基态能量的二级修正永为负值。
95、简并态微扰与非简并态微扰的主要区别是什么?什么条件下,简并能级情况可用非简并态微扰处理?97、量子跃迁问题与定态微扰在研究目标和处理方法上有何不同?98、自旋可在坐标空间中表示吗?它与轨道角动量性质上有何差异?99、电子的本征态常被写为,;它们的含义是什么?100、对于自旋为1/2的粒子,是否存在态,在其中?第一章绪论:1. 阐明量子力学延生的实验基础:双逢干涉实验、黑体辐射实验、光电效应、康普顿散射、原子光谱;2. 通过实验结果的分析指出实物粒子与光有着十分相似的性质即都具有波粒二象性;3. 在此基础上进一步阐明微观粒子的波函数描述,着重讲解平面波与波色的物理概念。
思考题:1. 经典物理学遇到哪些困难?从中得到哪些启示?2. 普朗克为了解释自己提出的经验公式,作了怎样的假定?这一假定的思想与经典思想有何区别?3. 爱因斯坦重新肯定光的粒子性与牛顿的光的微粒说有何区别?4. 普朗克--爱因斯坦关系式有何意义?5. 和对于静质量不为0的一般粒子是否成立?6. 玻尔量子论的两个重要概念和它的缺陷,玻尔量子理论是否可能揭示出微观粒子运动本质?这什么?7. 在康普顿效应的初步理论中指出,当散射的时候,波长的改变与散射物理性质无关,这个结论是否正确?这个效应与物质的性质有什么关系?第二章波函数和薛定谔方程1. 阐明量子力学中运动状态的描述方法以及其与经典力学描述运动状态的不同点;2. 讲述量子力学用波函数描述运动状态的特点以及波函数的统计诠释;3. 阐明波函数的物理意义以及状态叠加原理;4. 介绍薛定谔方程提出的历史背景;5. 阐明力学量用算符表示的物理含义及方法;6. 推导粒子流密度和连续性方程;7. 阐明波函数的标准条件;8. 从含时薛定谔方程推导定态薛定谔方程,阐明定态的物理意义;9. 计算在一维无限深势阱以及有限深势阱中的定态薛定谔方程的解,阐明宇称的物理意义;10. 通过具体例子阐明量子力学测量的概念,进一步明确力学量的本征值,平均值,几率等概念;11. 一维简谐振子以及相关问题的计算;12. 粒子在势阱中的计算;13. 势垒贯穿问题的计算(方势垒,势垒);思考题:1. 徳布罗意提出的实物粒子具有波粒二象性的基本思想是什么?德布罗意关系式与普朗克--爱因斯坦关系式有何区别?2. 德布罗意关系式在有外场时是否成立?怎样理解?3. 微观粒子具有什么特征?有无根据?4. 自由粒子的动能E,若它的速度远小于光速C,则该粒子的德布罗意波长为多少?5. 人们曾经对波的理解有哪两种观点?是否正确?6. 波和粒子的关系究竟如何?电子是粒子还是波?怎样理解?7. 玻恩的统计解释怎样?为什么波函数能描写粒子的一切性质?怎样理解?8. 归一化条件的物理意义是什么?波函数的标准条件是什么?9. 几率波有哪些重要性质?经典波与几率波的根本区别是什么?10. 如何用实验装置来测量粒子的动量?11. 态叠加原理中在,、跟时间有关吗?12. 为什么薛定谔方程必须是线性方程?13. 薛定谔方程在量子力学中的地位,如何来建立它?14. 叙述几率流密度矢量的物理意义?15. 什么是定态?处于定态下的粒子具有怎样的特征?16. 在力场中运动的粒子是否可用定态波来描述?17. 薛定谔方程应满足什么条件?18. 自由粒子是什么?19. 人们对物质粒子的波动性早期理解有哪两种较为普遍的观点?为什么这些现象都是片面的,是不正确的?20. 波和粒子的关系究竟如何?怎样理解几率波,为什么说几率波正确地把物质粒子的波动性和原子性统一起来?第三章量子力学中的力学量1. 量子力学中力学量有算符表示的意义;2. 正则量子化;3. 力学量的本征方程及物理意义;4. 力学量的性质;5. 动量算符;6. 箱归一化;7. 角动量算符以及求谐函数;8. 氢原子的量子力学问题求解;9. 厄密算符本征函数的正交性;10. 算符的对易关系及计算;11. 测不准关系的推导;12. 力学量的平均值随时间变化的规律;思考题:1. 证明一维运动束缚定态都是不简并的?2. 为什么一维运动束缚定态波函数是实数?3. 在区域和的无限深方势阱中的波函数一样吗?为什么?说明了什么?4. 什么是束缚态?什么是自由态?什么是基态?束缚态与自由态以能级怎样?5. 什么是能量本征值?什么是能量本征函数?H不变,即能量守恒是否意味着能量一定处于能量本征态中?为什么?6. 何谓透射系数和反射系数,何谓遂道效应,怎样求出透射系数和反射系数?怎样理解反射系数?7. 在什么情况下发生共振透射?怎样理解共振透射?8. 线性谐振子基态能量说明了什么?9. 线性谐振子的能谱怎样?与旧量子论有何区别?10. 在几率分布中有波节存在,粒子怎样通过几率为0的点?11. 叙述弗洛盖定理和布洛赫定理。