《量子力学》考试知识点(精心整理)

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《量子力学》复习资料提纲

《量子力学》复习资料提纲

)(Et r p i p Ae-⋅=ρϖηϖψ《量子力学》复习 提纲一、基本假设 1、(1)微观粒子状态的描述 (2)波函数具有什么样的特性 (3)波函数的统计解释2、态叠加原理(说明了经典和量子的区别)3、波函数随时间变化所满足的方程 薛定谔方程4、量子力学中力学量与算符之间的关系5、自旋的基本假设 二、三个实验1、康普顿散射(证明了光子具有粒子性) 第一章2、戴维逊-革末实验(证明了电子具有波动性) 第三章3、史特恩-盖拉赫实验(证明了电子自旋) 第七章 三、证明1、粒子处于定态时几率、几率流密度为什么不随时间变化;2、厄密算符的本征值为实数;3、力学量算符的本征函数在非简并情况下正交;4、力学量算符的本征函数组成完全系;5、量子力学测不准关系的证明;6、常见力学量算符之间对易的证明;7、泡利算符的形成。

四、表象算符在其自身的表象中的矩阵是对角矩阵。

五、计算1、力学量、平均值、几率;2、会解简单的薛定谔方程。

第一章 绪论1、德布洛意假设: 德布洛意关系:戴维孙-革末电子衍射实验的结果: 2、德布洛意平面波:3、光的波动性和粒子性的实验证据:4、光电效应:5、康普顿散射: 附:(1)康普顿散射证明了光具有粒子性(2)戴维逊-革末实验证明了电子具有波动性∑=nnn c ψψ1d 2=⎰τψ(全)()ψψψψμ∇-∇2=**ηϖi j ⎩⎨⎧≥≤∞<<=ax x a x x V 或0,0,0)(0=⋅∇+∂∂j tϖρ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+∇-=),(222t r V H ϖημ)(,)(),(r er t r n tE i n n n ϖϖϖηψψψ-=n n n E H ψψ=(3)史特恩-盖拉赫实验证明了电子自旋第二章 波函数和薛定谔方程1.量子力学中用波函数描写微观体系的状态。

2.波函数统计解释:若粒子的状态用()t r ,ρψ描写,τψτψψd d 2*=表示在t 时刻,空间r ρ处体积元τd 内找到粒子的几率(设ψ是归一化的)。

大学物理易考知识点量子力学

大学物理易考知识点量子力学

大学物理易考知识点量子力学量子力学是大学物理中的一门重要的学科,是研究微观世界的基本理论之一。

在大学物理考试中,量子力学通常是一个难点,但也是一个相对容易获得高分的知识点。

本文将介绍一些大学物理中易考的量子力学知识点,以帮助学生更好地备考。

一、波粒二象性在量子力学中,物质既可以表现出粒子性,又可以表现出波动性。

这一概念被称为波粒二象性。

在考试中,常见的问题是要求学生解释波粒二象性,并举例说明。

其中一个经典的实验是双缝干涉实验,可以用来说明波动性和粒子性的结合。

二、波函数与薛定谔方程波函数是描述量子力学系统的数学函数。

在考试中,常见的问题是要求学生解释波函数的物理意义,并且了解薛定谔方程的基本形式和意义。

学生需要掌握如何根据薛定谔方程计算波函数的变化,并能够利用波函数计算相关的物理量。

三、量子力学中的不确定性原理不确定性原理是量子力学的基本原理之一,它指出对于一些物理量,如位置和动量,无法同时进行精确测量。

在考试中,常见的问题是要求学生解释不确定性原理,并举例说明。

四、半经典近似在一些情况下,可以使用半经典近似来解决量子力学问题。

半经典近似是将量子理论与经典理论相结合的一种方法。

在考试中,常见的问题是要求学生解释半经典近似的基本原理,并能够应用半经典近似解决简单的物理问题。

五、量子力学中的算符和本征值问题在量子力学中,算符是描述物理量的数学对象,而本征值是算符作用于本征态时得到的物理量的取值。

在考试中,学生需要了解算符和本征值的概念,并能够解决与算符和本征值相关的问题。

六、量子力学中的隧穿效应隧穿效应是量子力学的一个重要现象,它指出在能量低于势垒高度的情况下,粒子可以穿越势垒。

在考试中,常见的问题是要求学生解释隧穿效应的物理原理,并举例说明。

七、量子力学中的简并简并是指在量子力学中,存在多个不同的量子态具有相同的能量。

在考试中,常见的问题是要求学生解释简并的概念,并能够解决与简并相关的问题。

总结:以上是一些大学物理易考的量子力学知识点,包括波粒二象性、波函数与薛定谔方程、量子力学中的不确定性原理、半经典近似、量子力学中的算符和本征值问题、量子力学中的隧穿效应以及量子力学中的简并。

量子力学复习资料

量子力学复习资料

《量子力学》复习资料第一章 绪论1、经典物理学的困难:①黑体辐射;②光电效应;③氢原子线性光谱;④固体在低温下的比热。

2、★★★普朗克提出能量子假说:黑体只能以νh E =为能量单位不连续的发射和吸收辐射能量,⋯⋯==,3,2,1 n nh E n ν,能量的最小单元νh 称为能量子。

意义:解决了黑体辐射问题。

3、★★★(末考选择)爱因斯坦提出光量子假说:电磁辐射不仅在发射和吸收时以能量νh 的微粒形式出现,而且以这种形式在空间以光速c 传播,这种粒子叫做光量子,也叫光子。

意义:解释了光电效应。

【注】光电效应方程为0221W hv v m m e -= 4、★★★玻尔的三个基本假设:①定态假设:原子核外电子处在一些不连续的定常状态上,称为定态,而且这些定态相应的能量是分立的。

②跃迁假设:原子在与能级m E 和n E 相对应的两个定态之间跃迁时,将吸收或辐射频率为ν的光子,而且有m n E E hv -=.③角动量量子化假设:角动量必须是 的整数倍,即 ,3,2,1,==n n L意义:解决了氢原子光谱问题。

(末考选择)5、★★★玻尔理论后来也遇到了困难,为解决这些困难,德布罗意提出了微观粒子也具有波粒二象性的假说。

6、德布罗意公式:⇒⎪⎩⎪⎨⎧===k n h p h Eλν意义:将光的波动性和粒子性联系起来,两式的左端描述的是粒子性(能量和动量),右端描述的是波动性(频率和波长)。

7、(填空)德布罗意波长的计算:meUhmE h p h 22===λ 8、★★★康普顿散射实验的意义:证明了光具有粒子性。

(末考填空)同时也证实了普朗克和爱因斯坦理论的正确性。

9、★★★证实了电子具有波动性的典型实验:戴维孙-革末的电子衍射实验(也证实了德布罗意假说的正确性)、电子双缝衍射实验。

10、微观粒子的运动状态和经典粒子的运动状态的区别:(1)描述方式不同:微观粒子的运动状态用波函数描述,经典粒子的运动状态用坐标和动量描述;(2)遵循规律不同:微观粒子的运动遵循薛定谔方程,经典粒子的运动遵循牛顿第二定律。

量子力学经典八十题(推荐版本)【含答案】

量子力学经典八十题(推荐版本)【含答案】

ψ
nxnynz
(x,
y,
z)
=
⎧ ⎪ ⎨ ⎪⎩0
8 abc ,
sin
nxπx a
sin
nyπ b
y
sin
nzπ c
z
, 0 < x < a,0 其余区域
<
y
<
b
,
0
<
z
<
c
n = 1, 2,3,""
9. 粒子在一维 δ 势阱
V (x) = −γ δ (x) (γ > 0)
中运动,波函数为ψ (x) ,写出ψ ′(x) 的跃变条件。
2
量子力学复习题答案(安徽大学)
( ) 解: L2 , L z 的共同本征函数是球谐函数Ylm (θ ,ϕ) 。
L2Ylm (θ ,ϕ) = l(l + 1)= 2Ylm (θ ,ϕ ) , LzYlm (θ ,ϕ ) = m=Ylm (θ ,ϕ)
15. 写出电子自旋 s z 的二本征态和本征值。
V (x)
=

n= 2 mx0 x
+
=2 2m
n (n −1) x2
10. 一 个 质 量 为 m 的 粒 子 在 势 V (x) 作 用 下 作 一 维 运 动 。 假 定 它 处 在 E = =2α 2 的 能 量 本 征 态 2m
ψ
(
x)
=
⎛ ⎜ ⎝
α2 π
⎞1/ ⎟
4
e−γ
2x2

2,
( a )求粒子的平均位置; ( b )求粒子的平均动量;
22. 使用定态微扰论时,对哈密顿量 H 有什么样的要求?

量子力学复习资料

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量子力学复习资料一、基本概念1、波粒二象性这是量子力学的核心概念之一。

它表明微观粒子既具有粒子的特性,如位置和动量,又具有波动的特性,如波长和频率。

例如,电子在某些实验中表现出粒子的行为,如碰撞和散射;而在另一些实验中,如双缝干涉实验,又表现出波动的行为。

2、量子态量子态是描述微观粒子状态的方式。

与经典物理学中可以精确确定粒子的位置和动量不同,在量子力学中,粒子的状态通常用波函数来描述。

波函数的平方表示在某个位置找到粒子的概率密度。

3、不确定性原理由海森堡提出,指出对于一个微观粒子,不能同时精确地确定其位置和动量,或者能量和时间。

即:\(\Delta x \cdot \Delta p \geq \frac{\hbar}{2}\),\(\Delta E \cdot \Delta t \geq \frac{\hbar}{2}\),其中\(\hbar\)是约化普朗克常数。

二、数学工具1、薛定谔方程这是量子力学中的基本方程,类似于经典力学中的牛顿运动方程。

对于一个质量为\(m\)、势能为\(V(x)\)的粒子,其薛定谔方程为:\(i\hbar\frac{\partial \Psi(x,t)}{\partial t} =\frac{\hbar^2}{2m}\frac{\partial^2 \Psi(x,t)}{\partial x^2} + V(x)\Psi(x,t)\)。

2、算符在量子力学中,物理量通常用算符来表示。

例如,位置算符\(\hat{x}\)、动量算符\(\hat{p}\)等。

算符作用在波函数上,得到相应物理量的可能取值。

三、常见量子力学系统1、一维无限深势阱粒子被限制在一个宽度为\(a\)的区域内,势能在区域内为零,在区域外为无穷大。

其能量本征值为\(E_n =\frac{n^2\pi^2\hbar^2}{2ma^2}\),对应的本征函数为\(\Psi_n(x) =\sqrt{\frac{2}{a}}\sin(\frac{n\pi x}{a})\)。

量子力学期末考试复习重点、复习提纲

量子力学期末考试复习重点、复习提纲

量子力学期末考试复习重点、复习提纲量子力学期末考试复习重点、复习提纲第一章绪论1、了解黑体辐射、光电效应和康普顿效应。

2、掌握玻尔—索末菲的量子化条件公式。

3、掌握并会应用德布罗意公式。

4、了解戴维逊-革末的电子衍射实验。

第二章波函数和薛定谔方程1、掌握、区别及计算概率密度和概率2、掌握可积波函数归一化的方法3、理解态叠加原理是波函数的线性叠加4、掌握概率流密度矢量5、理解定态的概念和特点6、掌握并会应用薛定谔方程求解一维无限深方势阱中粒子的波函数及对应能级7、掌握线性谐振子的能级8、定性掌握隧道效应的概念及应用。

第三章量子力学中的力学量1、会算符的基本计算2、掌握厄米算符的定义公式,并能够证明常见力学量算符是厄米算符。

3、了解波函数归一化的两种方法4、掌握动量算符及其本征方程和本征函数5、掌握角动量平方算符和z分量算符各自的本征值,本征方程6、掌握三个量子数n,l,m的取值范围。

7、了解氢原子体系转化为二体问题8、掌握并会求氢原子处于基态时电子的最可几半径9、掌握并会证明定理属于不同本征值(分立谱)的两个本征函数相互正交10、力学量算符F的本征函数组成正交归一系的表达式(分立谱和连续谱)11、理解本征函数的完全性,掌握波函数按某力学量的本征函数展开(分立谱),会求展开系数,理解展开系数的意义。

12、掌握两个计算期望值的公式,会证明其等价性,能应用两公式计算期望值13、掌握坐标、动量算符之间的对易关系,掌握角动量算符之间的对易关系。

14、掌握并会证明定理如果两个算符有一组共同本征函数,而且本征函数组成完全系,则两个算符对易15、掌握不确定关系不等式。

第四章态和力学量的表象(4.1~4.3节)1、理解和掌握什么是表象2、理解不同表象中的波函数描写同一状态。

3、理解态矢量和希尔伯特空间4、了解算符F在Q表象中的表示形式,算符在其自身表象中的表示形式。

量子力学知识点总结

量子力学知识点总结

量子力学期末复习完美总结一、 填空题1.玻尔-索末菲的量子化条件为:pdq nh =⎰,(n=1,2,3,....),2.德布罗意关系为:hE h p k γωλ====; 。

3.用来解释光电效应的爱因斯坦公式为:212mV h A υ=-, 4.波函数的统计解释:()2r t ψ,代表t 时刻,粒子在空间r 处单位体积中出现的概率,又称为概率密度。

这是量子力学的基本原理之一。

波函数在某一时刻在空间的强度,即其振幅绝对值的平方与在这一点找到粒子的几率成正比,和粒子联系的波是概率波。

5.波函数的标准条件为:连续性,有限性,单值性 。

6.,为单位矩阵,则算符的本征值为:1± 。

7.力学量算符应满足的两个性质是 实数性和正交完备性 。

8.厄密算符的本征函数具有: 正交性,它们可以组成正交归一性。

即()m n mn d d λλφφτδφφτδλλ**''==-⎰⎰或。

9.设 为归一化的动量表象下的波函数,则 的物理意义为:表示在()r t ψ,所描写的态中测量粒子动量所得结果在p p dp →+范围内的几率。

10.i ;ˆxi L ;0。

11.如两力学量算符有共同本征函数完全系,则_0__。

12.坐标和动量的测不准关系是: ()()2224x x p ∆∆≥。

自由粒子体系,_动量_守恒;中心力场中运动的粒子__角动量__守恒13.量子力学中的守恒量A 是指:ˆA不显含时间而且与ˆH 对易,守恒量在一切状态中的平均值和概率分布都不随时间改变。

14.隧道效应是指:量子力学中粒子在能量E 小于势垒高度时仍能贯穿势垒的现象称为隧道效应。

15. 为氢原子的波函数,的取值范围分别为:n=1,2,3,… ;l=0,1,…,n -1;m=-l,-l+1,…,0,1,…l 。

16.对氢原子,不考虑电子的自旋,能级的简并为: 2n ,考虑自旋但不考虑自旋与轨道角动量的耦合时,能级的简并度为 22n ,如再考虑自旋与轨道角动量的耦合,能级的简并度为 12+j 。

《量子力学》考试知识点(精心整理)

《量子力学》考试知识点(精心整理)

《量子力学》考试知识点第一章:绪论―经典物理学的困难考核知识点:(一)、经典物理学困难的实例(二)、微观粒子波-粒二象性考核要求:(一)、经典物理困难的实例1.识记:紫外灾难、能量子、光电效应、康普顿效应。

2.领会:微观粒子的波-粒二象性、德布罗意波。

第二章:波函数和薛定谔方程考核知识点:(一)、波函数及波函数的统计解释(二)、含时薛定谔方程(三)、不含时薛定谔方程考核要求:(一)、波函数及波函数的统计解释1.识记:波函数、波函数的自然条件、自由粒子平面波2.领会:微观粒子状态的描述、Born几率解释、几率波、态叠加原理(二)、含时薛定谔方程1.领会:薛定谔方程的建立、几率流密度,粒子数守恒定理2.简明应用:量子力学的初值问题(三)、不含时薛定谔方程1. 领会:定态、定态性质2. 简明应用:定态薛定谔方程第三章:一维定态问题一、考核知识点:(一)、一维定态的一般性质(二)、实例二、考核要求:1.领会:一维定态问题的一般性质、束缚态、波函数的连续性条件、反射系数、透射系数、完全透射、势垒贯穿、共振2.简明应用:定态薛定谔方程的求解、无限深方势阱、线性谐振子第四章量子力学中的力学量一、考核知识点:(一)、表示力学量算符的性质(二)、厄密算符的本征值和本征函数(三)、连续谱本征函数“归一化”(四)、算符的共同本征函数(五)、力学量的平均值随时间的变化二、考核要求:(一)、表示力学量算符的性质1.识记:算符、力学量算符、对易关系2.领会:算符的运算规则、算符的厄密共厄、厄密算符、厄密算符的性质、基本力学量算符的对易关系(二)、厄密算符的本征值和本征函数1.识记:本征方程、本征值、本征函数、正交归一完备性2.领会:厄密算符的本征值和本征函数性质、坐标算符和动量算符的本征值问题、力学量可取值及测量几率、几率振幅。

(三)、连续谱本征函数“归一化”1.领会:连续谱的归一化、箱归一化、本征函数的封闭性关系(四)、力学量的平均值随时间的变化1.识记:好量子数、能量-时间测不准关系2.简明应用:力学量平均值随时间变化第五章态和力学量的表象一、考核知识点:(一)、表象变换,幺正变换(二)、平均值,本征方程和Schrodinger equation的矩阵形式(三)、量子态的不同描述二、考核要求:(一)、表象变换,幺正变换1.领会:幺正变换及其性质2.简明应用:表象变换(二)、平均值,本征方程和Schrodinger equation的矩阵形式1.简明应用:平均值、本征方程和Schrodinger equation的矩阵形式2.综合应用:利用算符矩阵表示求本征值和本征函数(三)、量子态的不同描述第六章:微扰理论一、考核知识点:(一)、定态微扰论(二)、变分法(三)、量子跃迁二、考核要求:(一)、定态微扰论1.识记:微扰2.领会:微扰论的思想3.简明应用:简并态能级的一级,二级修正及零级近似波函数4.综合应用:非简并定态能级的一级,二级修正、波函数的一级修正。

高等量子力学考试知识点

高等量子力学考试知识点

1、 黑体辐射:任何物体总在吸收投射在它身上的辐射。

物体吸收的辐射能量与投射到物体 上的辐射能之比称为该物体的吸收系数。

如果一个物体能吸收投射到它表面上的 全部辐射,即吸收系数为 1 时,则称这个物体为黑体。

光子可以被物质发射和吸收。

黑体向辐射场发射或吸收能量 hv 的过程就是 发射或吸收光子的过程。

2、 光电效应(条件):当光子照射到金属的表面上时,能量为 hv 的光子被电子吸收。

12临界频率 v 0 满足2 = ℎ −0 = 0⁄ℎ(1)存在临界频率 v 0,当入射光的频率 v<v 0 时,无论光的强度多大,都无光电 子逸出。

只有在 v≥v 0 时,即使光的强度较弱,但只要光照到金属表面上,几乎 在 10-9s 的极短时间内,就能观测到光电子;(2)出射的光电子的能量只与入射光的频率 v 有关,而与入射光的强度无关; (3)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上 逸出的光电子的数目。

3、由于光子以光速运动,根据狭义相对论的质能关系式有2 = 2 4 + 2 2C 是光速, m 0 是光子的静质量,为零,因此得到光子的能量和动量的关系是=4、康普顿效应的推导( P7):康普顿效应还证实: 在微观的单个碰撞事件中, 能量守恒定律和动量守恒定律仍然成立。

5、薛定谔方程:6、概率流守恒定律概率流密度 7、一维无限深势阱(P31)0 2= − ( ∗ − ∗ )+ ∇ ∙ =ℎ22 +ℎ0 −=2ℎ8、束缚态:粒子只能束缚在空间的有限区域,在无穷远处波函数为零的状态。

一维无限深势阱给出的波函数全部是束缚态波函数。

从(2.4.6)式还可证明,当 n 分别是奇数和偶数时,满足{( −) = ( ) (n 为奇数)( −) = −( ) (n 为偶数)即n是奇数时,波函数是x的偶函数,我们称这时的波函数具有偶宇称;当n是偶数时,波函数是 x 的奇函数,我们称这时的波函数具有奇宇称。

量子力学知识点总结

量子力学知识点总结

1、光子的能量和动量是:E=ℎ v=ћw、p=ℎvn/c=ℎn/λ=ћk2、量子现象:由以上两个公式可以看出,在宏观现象中,h和其他物理量相比较可以略去,因而辐射的能量可以连续变化,因此凡是h在其中起重要作用的现象都可以称为量子现象。

3、量子化条件:在量子理论中,角动量必须是h的整数倍4、量子化条件的推广:∮pdq=(n+1/2)ℎ, n是0和正整数,称为量子数。

5、德布罗意公式:E=ℎv=ћw、p=ℎ/λn=ћk6、波函数的统计解释: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概率成比例。

dw(x,y,z,t)= C∣Φ(x,y,z,t)∣²dτ7、态叠加原理:对于一般的情况,如果Ψ1和Ψ2是体系的可能状态,那么它们的线性叠加Ψ=c1Ψ1+c2Ψ2(c1,c2是复数),也是这个体系的一个可能状态,这就是量子力学中的态叠加原理。

态叠加原理还有一个含义:当粒子处于态Ψ1和态Ψ2的线性叠加态Ψ时,粒子时既处在态Ψ1又处在态Ψ2.注意:态叠加原理指的是波函数(概率幅)的线性叠加,而不是概率的叠加8、波函数的标准条件:有限性、连续性、导致可测量的单值性9、什么是定态定态:体系处于Ψ(r,t)=ψ(r)e~-iEt/ћ所描写的状态时,能量具有确定性,这种状态称为定态。

Ψ(r,t)=ψ(r)e~-iEt/ћ称为定态波函数10、定态薛定谔方程:−ћ²/2m▽²ψ+U(r)ψ=Eψ11、本征值方程:ĤΨ=EΨ,E称为算符Ĥ的本征值,Ψ称为算符Ĥ属于本征值E的本征函数12、薛定谔波动方程的一般解可以写为这些定态波函数的线性叠加:13、束缚态:通常把在无限远处为零的波函数所描写的状态称为束缚态14、隧道效应:粒子在能量E小于势垒高度时仍能贯穿势垒的现象15、厄米算符:量子力学中表示力学量的算符都是厄米算符。

算符F̂满足下列等式:∫ψ∗F̂φdx=∫(F̂ψ)∗φdx16、力学量与算符的关系的一个基本假设:量子力学中,表示力学量的算符都是厄米算符,它们的本征函数组成完全系当体系处于波函数ψ(x)所描写的状态时,测量力学F所得的数值,必定是算符F^的本征值之一,测得λn的概率是|Cn∣²17、对易与不对易的关系:如果两个算符F̂和Ĝ,有一组共同本征函数φn而且φn组成完全系,则算符F̂和Ĝ对易。

量子力学主要知识点复习资料

量子力学主要知识点复习资料

大学量子力学主要知识点复习1能量量子化辐射黑体中分子和原子的振动可视为线性谐振子,这些线性谐振子可以发射和吸收辐射能。

这些谐振子只能处于某些分立的状态,在这些状态下,谐振子的能量不能取任意值,只能是某一最小能量ε 的整数倍 对频率为ν 的谐振子, 最小能量ε为: 2.波粒二象性波粒二象性(wave-particle duality )是指某物质同时具备波的特质及粒子的特质。

波粒二象性是量子力学中的一个重要概念。

在经典力学中,研究对象总是被明确区分为两类:波和粒子。

前者的典型例子是光,后者则组成了我们常说的“物质”。

1905年,爱因斯坦提出了光电效应的光量子解释,人们开始意识到光波同时具有波和粒子的双重性质。

1924年,德布罗意提出“物质波”假说,认为和光一样,一切物质都具有波粒二象性。

根据这一假说,电子也会具有干涉和衍射等波动现象,这被后来的电子衍射试验所证实。

德布罗意公式3.波函数及其物理意义在量子力学中,引入一个物理量:波函数 ,来描述粒子所具εεεεεn ,,4,3,2,⋅⋅⋅νh =εh νmc E ==2λh m p ==v有的波粒二象性。

波函数满足薛定格波动方程粒子的波动性可以用波函数来表示,其中,振幅表示波动在空间一点(x ,y,z )上的强弱。

所以,应该表示 粒子出现在点(x,y,z )附件的概率大小的一个量。

从这个意义出发,可将粒子的波函数称为概率波。

自由粒子的波函数波函数的性质:可积性,归一化,单值性,连续性 4. 波函数的归一化及其物理意义常数因子不确定性设C 是一个常数,则 和 对粒子在点(x,y,z )附件出现概率的描述是相同的。

相位不定性如果常数 ,则 和 对粒子在点(x,y,z )附件出现概率的描述是相同的。

表示粒子出现在点(x,y,z )附近的概率。

表示点(x,y,z )处的体积元中找到粒子的概率。

这就是波函数的统计诠释。

自然要求该粒子在空间各点概率之总和为1 必然有以下归一化条件 5. 力学量的平均值既然 表示 粒子出现在点 0),()](2[),(22=-∇+∂∂t r r V mt r t i ψψ)](exp[Et r p i A k -⋅=ψ=ψ2|(,,)|x y z ψ2|(,,)|x y z x y z ψ∆∆∆x y zτ∆=∆∆∆2|(,,)|1x y z dxdydz ψ∞=⎰(,,)x y z ψ(,,)c x y z ψαi e C =(,,)i e x y z αψ(,,)x y z ψ22|()||(,,)|r x y z ψψ=),,(z y x r =23*3|()|()(),x r xd r r x r d r ψψψ+∞+∞-∞-∞==⎰⎰附件的概率,那么粒子坐标的平均值,例如x 的平均值x __,由概率论,有 又如,势能V是 的函数:,其平均值由概率论,可表示为 再如,动量 的平均值为: 为什么不能写成因为x 完全确定时p 完全不确定,x 点处的动量没有意义。

高考物理中量子力学的基础知识点有哪些

高考物理中量子力学的基础知识点有哪些

高考物理中量子力学的基础知识点有哪些在高考物理中,量子力学作为现代物理学的重要组成部分,虽然涉及的内容相对基础和浅显,但对于考生理解微观世界的物理现象和规律仍具有重要意义。

以下我们来梳理一下高考物理中量子力学的一些基础知识点。

首先,我们要了解什么是量子化。

量子化是指物理量的取值不是连续的,而是离散的、一份一份的。

比如,能量的取值就是量子化的。

在经典物理学中,我们认为能量可以连续取值,但在微观世界,能量只能以特定的“量子”形式存在。

波粒二象性是量子力学的一个核心概念。

光既具有波动性,又具有粒子性。

这意味着光有时候表现出像波一样的干涉、衍射现象,有时候又表现出像粒子一样的能量和动量特性。

不仅光如此,电子、质子等微观粒子也具有波粒二象性。

对于微观粒子的运动状态,我们引入了波函数来描述。

波函数是一个复数函数,它的模的平方表示粒子在空间某点出现的概率密度。

通过求解薛定谔方程,可以得到波函数的具体形式,从而了解粒子的运动状态和可能的位置、能量等信息。

能量量子化的典型例子是氢原子的能级结构。

氢原子中的电子只能处于特定的能级上,这些能级是不连续的。

当电子从高能级跃迁到低能级时,会发射出光子,光子的能量等于两个能级的能量差。

量子力学中的不确定性原理也是一个重要的知识点。

它表明,我们不能同时精确地确定微观粒子的位置和动量,或者能量和时间。

如果我们对粒子的位置测量得越精确,那么对它的动量测量就越不精确,反之亦然。

还有一个需要掌握的概念是泡利不相容原理。

在一个原子中,不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数。

这一原理决定了原子中电子的排布和元素的化学性质。

在高考中,可能会通过一些简单的计算来考查对这些知识点的理解。

比如,给出氢原子的能级图,计算电子从某一能级跃迁到另一能级时发射或吸收光子的频率或波长。

为了更好地理解量子力学的这些基础知识点,我们可以通过一些具体的例子和实验来加深印象。

比如,光电效应实验就很好地展示了光的粒子性。

量子力学考试题库及答案

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。

量子力学考试知识点

量子力学考试知识点

《量子力学》考试知识点第一章:绪论―经典物理学的困难考核知识点:(一)、经典物理学困难的实例(二)、微观粒子波-粒二象性考核要求:(一)、经典物理困难的实例1.识记:紫外灾难、能量子、光电效应、康普顿效应。

2.领会:微观粒子的波-粒二象性、德布罗意波。

第二章:波函数和薛定谔方程考核知识点:(一)、波函数及波函数的统计解释(二)、含时薛定谔方程(三)、不含时薛定谔方程考核要求:(一)、波函数及波函数的统计解释1.识记:波函数、波函数的自然条件、自由粒子平面波2.领会:微观粒子状态的描述、Born几率解释、几率波、态叠加原理(二)、含时薛定谔方程1.领会:薛定谔方程的建立、几率流密度,粒子数守恒定理2.简明应用:量子力学的初值问题(三)、不含时薛定谔方程1. 领会:定态、定态性质2.简明应用:定态薛定谔方程3.fdfgfdgdfg第三章:一维定态问题一、考核知识点:(一)、一维定态的一般性质(二)、实例二、考核要求:1.领会:一维定态问题的一般性质、束缚态、波函数的连续性条件、反射系数、透射系数、完全透射、势垒贯穿、共振2.简明应用:定态薛定谔方程的求解、无限深方势阱、线性谐振子第四章量子力学中的力学量一、考核知识点:(一)、表示力学量算符的性质(二)、厄密算符的本征值和本征函数(三)、连续谱本征函数“归一化”(四)、算符的共同本征函数(五)、力学量的平均值随时间的变化二、考核要求:(一)、表示力学量算符的性质1.识记:算符、力学量算符、对易关系2.领会:算符的运算规则、算符的厄密共厄、厄密算符、厄密算符的性质、基本力学量算符的对易关系(二)、厄密算符的本征值和本征函数1.识记:本征方程、本征值、本征函数、正交归一完备性2.领会:厄密算符的本征值和本征函数性质、坐标算符和动量算符的本征值问题、力学量可取值及测量几率、几率振幅。

(三)、连续谱本征函数“归一化”1.领会:连续谱的归一化、箱归一化、本征函数的封闭性关系(四)、力学量的平均值随时间的变化1.识记:好量子数、能量-时间测不准关系2.简明应用:力学量平均值随时间变化第五章态和力学量的表象一、考核知识点:(一)、表象变换,幺正变换(二)、平均值,本征方程和Schrodinger equation的矩阵形式(三)、量子态的不同描述二、考核要求:(一)、表象变换,幺正变换1.领会:幺正变换及其性质2.简明应用:表象变换(二)、平均值,本征方程和Schrodinger equation的矩阵形式1.简明应用:平均值、本征方程和Schrodinger equation的矩阵形式2.综合应用:利用算符矩阵表示求本征值和本征函数(三)、量子态的不同描述第六章:微扰理论一、考核知识点:(一)、定态微扰论(二)、变分法(三)、量子跃迁二、考核要求:(一)、定态微扰论1.识记:微扰2.领会:微扰论的思想3.简明应用:简并态能级的一级,二级修正及零级近似波函数4.综合应用:非简并定态能级的一级,二级修正、波函数的一级修正。

量子力学总复习

量子力学总复习

n n n Nn Nn Nn e
x y z x y z
2 r 2 2
Байду номын сангаас
H nx ( x) H n y ( y ) H nz ( z )
12、势垒贯穿 隧道效应: 粒子在能量E小于势垒高度时仍能贯 穿势垒的现象,称为隧道效应。
需掌握知识点
1、掌握定态的概念;定态的性质。
几 个 重 要 概 念
本征函数
n N ne

n
x
H n ( x)


Nn
n!
,
11、可以用分离变量法求解得到(在笛卡尔坐标中) 三维各向同性谐振子的能级和波函数。
3 Enx ny nz nx n y nz 2
nx , n y , nz 0,1,2,
H mn
2 0
E n Em
m,m n
0
H mn
0
1, m n
0 m
En En H nn
0
m,m n

0 ˆ 0 m H mn H n
En Em 0 * ˆ 0 m (r )H n (r )d
( A) ( S ) 1M s A ( S ) ( A) 00
5、角动量(轨道和自旋)
ˆL ˆ i L ˆ L ˆS ˆ i S ˆ S
2 ˆ2 S ˆ2 S ˆ2 S x y z 4
对两个Fermi子体系:
M s 0, 1
2 n x n ( x) sin ,0 x a a a
es4 es2 En 2 2 2 2 2 n 2n a0

大学物理易考知识点量子力学的基本概念和理论

大学物理易考知识点量子力学的基本概念和理论

大学物理易考知识点量子力学的基本概念和理论量子力学(Quantum mechanics)是研究微观领域中物质和辐射的行为的物理学理论,也是现代物理学的基石之一。

量子力学的基本概念和理论涵盖了很多方面,本文将介绍大学物理易考的量子力学知识点,帮助读者更好地理解相关内容。

一、波粒二象性(Wave-particle duality)波粒二象性是指微观粒子既具有粒子性质,也具有波动性质。

在量子力学中,粒子的行为既可以用粒子模型解释,也可以用波动模型解释。

这一概念首先由德布罗意(Louis de Broglie)提出,并在实验中得到了验证。

1. 德布罗意假设德布罗意提出,与粒子相对应的波动特性可以用波长(也称为德布罗意波长)来描述,其公式为λ = h/p,其中λ 是波长,h 是普朗克常量,p 是粒子的动量。

这一假设为量子力学奠定了基础。

2. 实验验证实验中,例如双缝干涉实验和扫描隧道显微镜实验,通过观察到物质波的干涉和衍射现象,验证了波粒二象性的存在。

这些实验结果对量子力学的发展产生了深远的影响。

二、波函数和薛定谔方程(Wave function and Schrödinger equation)波函数是量子力学中用来描述粒子状态的数学函数。

在波函数的框架下,薛定谔方程描述了波函数随时间的演化规律,是量子力学的基本方程之一。

1. 波函数的概念波函数用Ψ 表示,其表示了粒子在空间中的分布。

波函数的模长的平方|Ψ|^2 表示了粒子在某个位置被观测到的概率密度。

2. 薛定谔方程薛定谔方程是描述量子力学体系演化的基本方程,可以写作HΨ = EΨ,其中 H 是哈密顿算符,Ψ 是波函数,E 是体系的能量。

薛定谔方程将量子力学问题转化为一个本征值问题,解这个方程可以得到体系的能级和波函数。

三、量子力学的观测和不确定性原理(Observation and uncertainty principle)量子力学中的观测和不确定性原理是描述微观领域的探测和测量所面临的限制。

量子力学知识点归纳

量子力学知识点归纳

量子力学知识点归纳
粒子性质
- 波粒二象性:微观粒子既具有波动性质又具有粒子性质。

- 粒子的量子态:用波函数描述粒子的状态。

- 粒子的叠加态:在量子力学中,粒子可以同时处于多个不同状态的叠加态。

波函数与测量
- 波函数的基本性质:波函数必须满足归一化和连续性条件。

- 算符与期望值:量子力学中的物理量用算符表示,其期望值对应其在该态下的平均值。

- 不确定性原理:海森堡不确定性原理表明,无法同时准确知道粒子的位置和动量。

Schrödinger 方程
- 定态和非定态:物理系统可以处于定态或非定态,定态由定
态方程描述,非定态由非定态方程描述。

- 离散能级和连续能谱:不同物理系统的能级结构可以是离散
的也可以是连续的。

- 波函数的时间演化:波函数随时间的演化由薛定谔方程描述。

量子力学中的操作
- 叠加和干涉:量子力学中的粒子可以叠加在一起,并在经典
中无法解释的方式上产生干涉效应。

- 量子纠缠:两个或多个粒子之间的纠缠状态是量子力学的独
特现象,纠缠态可以表现出非常特殊的相关性。

- 测量与波函数坍缩:测量一个物理量会导致波函数坍缩到一
个确定的状态,而非叠加态。

以上是量子力学知识点的一个完整归纳,展示了该领域的基本
概念和特性。

深入研究这些知识点可以更好地理解和应用量子力学。

量子力学复习资料

量子力学复习资料

第一章知识点:1. 黑体:能吸收射到其上的全部辐射的物体,这种物体就称为绝对黑体,简称黑体.2. 处于某一温度 T 下的腔壁,单位面积所发射出的辐射能量和它所吸收的辐射能量相等时,辐射达到热平衡状态。

3. 实验发现: 热平衡时,空腔辐射的能量密度,与辐射的波长的分布曲线,其形状和位置只与黑体的绝对温度 T 有关而与黑体的形状和材料无关。

4. 光电效应---光照射到金属上,有电子从金属上逸出的现5. 光电效应特点:1.临界频率ν0 只有当光的频率大于某一定值ν0时,才有光电子发射出来.若光频率小于该值时,则不论光强度多大,照射时间多长,都没有电子产生.光的这一频率ν0称为临界频率。

2.光电子的能量只是与照射光的频率有关,与光强无关,光强只决定电子数目的多少 (爱因斯坦对光电效应的解释)3. 当入射光的频率大于ν0时,不管光有多么的微弱,只要光一照上,立即观察到光电子(10-9s )6. 光的波粒二象性:普朗克假定a.原子的性能和谐振子一样,以给定的频率 ν 振荡;b.黑体只能以 E = h ν 为能量单位不连续的发射和吸收能量,而不是象经典理论所要求的那样可以连续的发射和吸收能量.7. 总结光子能量、动量关系式如下: 把光子的波动性和粒子性联系了起来8.波长增量 Δλ=λ′–λ 随散射角增大而增大.这一现象称为康普顿效应.散射波的波长λ′总是比入射波波长长(λ′ >λ)且随散射角θ增大而增大。

9.波尔假定:1.原子具有能量不连续的定态的概念. 2.量子跃迁的概念. 10.德布罗意:• 假定:与一定能量 E 和动量 p 的实物粒子相联系的波(他称之为“物质波”)的频率和波长分别为:E = h ν ⇒ ν= E/h • P = h/λ ⇒ λ= h/p • 该关系称为de. Broglie 关系.德布罗意波:ψ= E/h ⇒ω = 2π ν= 2πE/h = E/λ= h/p ⇒n k h k n n h n C h n C E p h E ===⎪⎩⎪⎨⎧=======πλπλνων22其中波长。

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《量子力学》考试知识点第一章:绪论―经典物理学的困难考核知识点:(一)、经典物理学困难的实例(二)、微观粒子波-粒二象性考核要求:(一)、经典物理困难的实例1.识记:紫外灾难、能量子、光电效应、康普顿效应。

2.领会:微观粒子的波-粒二象性、德布罗意波。

第二章:波函数和薛定谔方程考核知识点:(一)、波函数及波函数的统计解释(二)、含时薛定谔方程(三)、不含时薛定谔方程考核要求:(一)、波函数及波函数的统计解释1.识记:波函数、波函数的自然条件、自由粒子平面波2.领会:微观粒子状态的描述、Born几率解释、几率波、态叠加原理(二)、含时薛定谔方程1.领会:薛定谔方程的建立、几率流密度,粒子数守恒定理2.简明应用:量子力学的初值问题(三)、不含时薛定谔方程1. 领会:定态、定态性质2. 简明应用:定态薛定谔方程第三章:一维定态问题一、考核知识点:(一)、一维定态的一般性质(二)、实例二、考核要求:1.领会:一维定态问题的一般性质、束缚态、波函数的连续性条件、反射系数、透射系数、完全透射、势垒贯穿、共振2.简明应用:定态薛定谔方程的求解、无限深方势阱、线性谐振子第四章量子力学中的力学量一、考核知识点:(一)、表示力学量算符的性质(二)、厄密算符的本征值和本征函数(三)、连续谱本征函数“归一化”(四)、算符的共同本征函数(五)、力学量的平均值随时间的变化二、考核要求:(一)、表示力学量算符的性质1.识记:算符、力学量算符、对易关系2.领会:算符的运算规则、算符的厄密共厄、厄密算符、厄密算符的性质、基本力学量算符的对易关系(二)、厄密算符的本征值和本征函数1.识记:本征方程、本征值、本征函数、正交归一完备性2.领会:厄密算符的本征值和本征函数性质、坐标算符和动量算符的本征值问题、力学量可取值及测量几率、几率振幅。

(三)、连续谱本征函数“归一化”1.领会:连续谱的归一化、箱归一化、本征函数的封闭性关系(四)、力学量的平均值随时间的变化1.识记:好量子数、能量-时间测不准关系2.简明应用:力学量平均值随时间变化第五章态和力学量的表象一、考核知识点:(一)、表象变换,幺正变换(二)、平均值,本征方程和Schrodinger equation的矩阵形式(三)、量子态的不同描述二、考核要求:(一)、表象变换,幺正变换1.领会:幺正变换及其性质2.简明应用:表象变换(二)、平均值,本征方程和Schrodinger equation的矩阵形式1.简明应用:平均值、本征方程和Schrodinger equation的矩阵形式2.综合应用:利用算符矩阵表示求本征值和本征函数(三)、量子态的不同描述第六章:微扰理论一、考核知识点:(一)、定态微扰论(二)、变分法(三)、量子跃迁二、考核要求:(一)、定态微扰论1.识记:微扰2.领会:微扰论的思想3.简明应用:简并态能级的一级,二级修正及零级近似波函数4.综合应用:非简并定态能级的一级,二级修正、波函数的一级修正。

(二)、变分法1.领会:变分原理2.简明应用:用Ritz变分法求体系基态能级及近似波函数(三)、量子跃迁1.识记:跃迁、跃迁几率、自发辐射、受激辐射、费米黄金规则2.领会:跃迁理论与不含时微扰的关系3.简明应用:简单微扰体系跃迁几率的计算、常微扰、周期微扰第七章自旋与全同粒子一、考核知识点:(一)、电子自旋(二)、总角动量(三)、碱金属的双线结构(四)、自旋单态和三重态(五)、全同粒子交换不变性二、考核要求:(一)、电子自旋1.识记:自旋存在的实验事实、二分量波函数2.领会:电子自旋的内禀磁矩、对易关系、泡利表象、矩阵表示(泡利矩阵)、自旋态的表示3.简明应用:考虑自旋后,状态和力学量的描述、考虑自旋后,电子在中心势场中的薛定谔方程(二)、总角动量1.识记:自旋-轨道耦合2.领会:总角动量、力学量完全集22(,,,)zH l j j的共同本征值问题(三)、碱金属的双线结构1.领会:碱金属原子光谱的双线结构及反常塞曼效应的现象及形成原因(四)、自旋单态和三重态1.领会:自旋单态和三重态2.简明应用:在)S,S(z2z1和)Sˆ,Sˆ(z2表象中两自旋为21的粒子的自旋波函数(五)、全同粒子交换不变性1.领会:全同粒子体系与波函数的交换对称性、费米子和玻色子体系的描述、泡利不相容原理2.简明应用:两全同粒子体系、全同粒子体系波函数的结构1、波函数与薛定谔方程理解波函数的统计解释,态迭加原理,薛定鄂方程,粒子流密度和粒子数守恒定律定态薛定谔方程。

掌握一维无限深势阱,线性谐振子。

2、力学量的算符表示理解算符与力学量的关系。

掌握动量算符和角动量算符,厄米算符本征函数的正交性,算符的对易关系,两力学量同时有确定值的条件测不准关系,力学量平均值随时间的变化守恒定律。

氢原子3、态和力学量的表象理解态的表象,掌握算符的矩阵表示,量子力学公式的矩阵表述么正变换,了解狄喇克符号,线性谐振子与占有数表象。

4、定态近似方法掌握非简并定态微扰理论,简并情况下的微扰理论,理解薛定鄂方程的变分原理及变分法。

5、含时微扰论掌握与时间有关的微扰理论,跃迁几率,光的发散和吸收及选择定则。

6、自旋与角动量理解电子自旋,掌握电子的自旋算符和自旋函数。

7、全同粒子体系理解两个角动量的耦合,光谱的精细结构和全同粒子的特性。

掌握全同粒子体系的波函数,泡利原理,两个电子的自旋函数。

了解氦原子(微扰法)。

周世勋,《量子力学教程》,高等教育出版社,1979年第 1 版曾谨言,《量子力学教程》,科学出版社,2003年版参考书目:《量子力学导论》,北京大学出版社,曾谨言我认为考试前要清楚报考单位对《量子力学》这门课的基本要求以及主要考查内容是什么,应当按照其要求出发,有目的性、针对性的进行的复习。

中科院《量子力学》考试的重点是要求熟练把握波函数的物理解释,薛定谔方程的建立、基本性质和精确的以及一些重要的近似求解方法,理解这些解的物理意义,熟悉其实际的应用。

把握量子力学中一些非凡的现象和问题的处理方法,包括力学量的算符表示、对易关系、不确定度关系、态和力学量的表象、电子的自旋、粒子的全同性、泡利原理、量子跃迁及光的发射与吸收的半经典处理方法等,并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

再者,中科院对量子力学这门课考查主要包括以下9大内容:①波函数和薛定谔方程②一维势场中的粒子③力学量用算符表示④中心力场⑤量子力学的⑥自旋⑦定态问题的近似方法⑧量子跃迁⑨多体问题,复习过程中应当主要对这些内容下功夫。

第一阶段:首先按照中科院硕士研究生入学考试《量子力学》考试大纲中的要求将参考书目看了一遍。

中科院《量子力学考试大纲》中指定的参考书目是《量子力学教程》,这本书是由曾谨言编著的。

此阶段看书以理解为主,不必纠缠于细节,将不懂的知识点做上记号。

第二阶段:我对大纲中要求了解的内容,熟练把握的内容以及理解的内容进行了分类,并且按相关要求对将这门课进行了第二轮复习。

另外我认为在这一遍复习中一定要把历年试题弄到手并且仔细分析,因为真题体现了命题单位的出题特点以及出题趋势等。

另外,我认为真题要比大纲更有用,因为从大纲中看不出的有价值的东西可以从真题中得到。

当然,需要注重的是,单纯把握真题也是不理智的做法,假如一个考生仅仅把握了历年真题的内容,那么考试后他会得出这样一个结论:今年的题真偏。

其实,不是题偏,而是他没有把参考书上的东西完全把握好。

所以在这个阶段中我仍然以看指定的参考书为主,着重解决了在第一遍复习中留下的疑问和在做真题中自己不会的题目。

对了,此轮复习一定要做一份笔记,将主要内容归纳出一份比较简洁的提纲,以便于下轮复习。

第三阶段:将专业课过第三遍,这一轮注重结合上一轮的笔记和提纲有重点的,系统的理解和记忆,由于专业课要求答的深入,所以可以找一些专业方面的期刊杂志来看下,扩大下自己的视野范围。

这一阶段大家也可以找些习题集来做下,不断巩固自己把握了的知识点。

第四阶段:这一轮要将参考书快速翻几遍,以便对整个知识体系有全面的把握并且牢记于心,同时要进行查缺补漏,不要放过一个疑点,要注重的是此时不能执着于细小的知识点,要懂得抓大放小,把握最重要的知识点。

另外可以根据对历年试题的分析以及对本年度的专业考试做出一些猜测,并对考试的时间安排及如何进行考中心理调节做下演练。

(中科大2003)一、试证明:(1)投影算符||n n P ><=是厄密算符;它在任意态>ψ|中的平均值是正定的,即0||>≥<ψψP 。

(2)设>ψ|是归一化波函数,对于线性厄密算符A 以下等式成立 >∂∂<+>=<><tA i H A dt A d i ],[。

证明:(1)因为 P n n n n P =><=><=++|||)(| 所以 P 是厄密算符或***||||||||>=<><>>=<><>=<<ψϕψϕϕψϕψP n n n n P0|||||||2≥><>=><>=<<ψψψψψn n n P(2)因为 >>=<<ψψA A , 则ψψψψψψtA t A A t dt Ad ∂∂+∂∂+∂∂=,,, 再由S-eq 得 t A i H A dt Ad i ∂∂+=],[ 或 因为⎰=dx A A ψψ* 所以 ⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰⎰∂∂+-=∂∂++-=∂∂+∂∂+∂∂=dx tA dx HA AH i dx tA dx AH i dx HA i dx tA dx t A dx A t dt A d ψψψψψψψψψψψψψψψψ********)(111 即 tA i H A dt Ad i ∂∂+= ],[ 二、对于一维谐振子,求消灭算符a 的本征态>α|,将其表示成各能量本征态>n |的线性叠加。

已知>->=1|.|n n n a 。

解: 设 ∑∞=>>=0||n n n C α由于 >>=ααα||a 且利用 >->=1|.|n n n a得 ∑∑∞=∞=>-=>>=001|||n n n n n n C n a C a α∑∞=>=0|n n n C α以 |1-'<n 左乘上式 并利用 n n n n '>='<δ|得1-=n n C n C α依次递推得 0!C n C nn α= 由归一化条件 ∑∑==>=<n n n nn C C 1!|2202ααα因为 2!2ααe n n n =∑ δαi e e C ⋅=-2210 δ为实数,可取为0=δ 所以 ∑∞=->>=021|!|2n n n n e ααα三、给定),(ϕθ方向的单位矢量)cos ,sin sin ,cos (sin θϕθϕθ=n ,在z σ表象中求n n ⋅=σσ的本征值和归一化本征矢。

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