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一、选择题(每小题3分,共15分〉1.黑体辐射中的紫外灾难表明:CA.黑体在紫外线部分辐射无限大的能量;B.黑体在紫外线部分不辐射能量;C.经典电磁场理论不适用于黑体辐射公式;D.黑体辐射在紫外线部分才适用于经典电磁场理论。

2.关于波函数屮的含义,正确的是:BA.屮代表微观粒子的几率密度;B.屮归一化后,屮⑴代表微观粒子出现的几率密度;C.屮一定是实数;D.屮一定不连续。

3.对于一维的薛定谭方程,如果屮是该方程的一个解,贝山AA.0 —定也是该方程的一个解;B.『一定不是该方程的解;C.屮与『一定等价;D.无任何结论。

4.与空间平移对称性相对应的是:BA.能量守恒;B.动量守恒;C.角动量守恒;D.宇称守恒。

人人A5.如果算符A、B对易,且A0 =A0,贝归BAA.屮一定不是B的本征态;B.鸭一定是&的本征态;伞AC.屮一定是B的本征态;人D.|屮丨一定是B的本征态。

1、量子力学只适应于C A.宏观物体 C.宏观物体和微观物体 B.微观物体 D.高速物体2、算符F 的表象是指CA.算符F 是厄密算符B.算符F 的本征态构成正交归一的完备集C.算符F 是幺正算符D.算符F 的本征值是实数3、中心力场中体系守恒量有BA.只有能量B.能量和角动量C.只有角动量D.动量和角动量4、Pauli 算符的x 分量的平方的本征值为(B )A 0B 1C iD 2i5、证明电子具有自旋的实验是AA.史特恩一盖拉赫实验B.电子的双缝实验C.黑体辐射实验D.光电效应实验1、量子力学只适应于CA.宏观物体B.微观物体C.宏观物体和微观物体D.高速物体2、在与时间有关的微扰理论问题中,体系的哈密顿算符由两部分组成,即和n应满足的条件是(B )B 乩与时间无关,恥与时间 D 乩与时间有关,孙'与时间无B 3/4 D 1/2电子的双缝实验 光电效应实验商⑴=身0 +勁 打 \,其中A 朮与时间无关,怜'与时间无关有关C 乩与时间有关,力与时间有关 关3、自旋量子数S 的值为(D )A 1/4 C /25、证明电子具有自旋的实验是A A ・史特恩一盖拉赫实验 B. C.黑体辐射实验D.二、简答(每小题5分,共15分〉1.什么叫光电效应?光的照射下,金属中的电子吸收光能而逸岀金属表面的现象。

量子力学复习题附答案

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。

曾谨严量子力学习题解答4

曾谨严量子力学习题解答4

(
)
提示:由于 [ A, B ] = 0 ,可以找它们的共同本征函数。
B 解:(a) 如存在Hermite算符 A 、 ,使 U = A + iB ,则:
U + = A iB
容易解出
A= 1 + (U + U ) , 2
B=
i (U + U ) 2
B 显然这样确定的 A、 都是Hermite算符。
)
因此,利用波函数的正交性
(φm , φn ) = δ mn 和上式结果,有:
n ( n 1)δ m,n 2
x2 ) (
mn
= (φm , x 2φn )
= 1 2α 2
( n + 1)( n + 2 )δ m,n+ 2 + ( 2n + 1) δ mn +
4.《曾 p.244-46》
En = En
( 0)
n
q 2ε = mω 2
q 2ε 2 2mω 2
(2)
(0 En ) 为 ε = 0 时的能级,即自由谐振子的能级:
1 ( En0) = n + hω , n = 0,1, 2,L 2 将式(3)代入式(2),最后得到能级公式:
(3)
1 q 2ε 2 En = n + hω 2 2mω 2
En λ = λ m
积分,即得
En =
λ2
2m
+C
(3)
( 0) ( 0) C 为积分常数。由于 λ = 0 时,H = H 0 , En = En ,所以 C = En ,代入式(3)
即得:
( En = En0)
λ2

曾量子力学练习题答案

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曾量子力学练习题答案【篇一:量子力学曾谨言第八章第九章习题详解】表象中,求??x的本征态 [1]在?(解)设泡利算符?,?x,的共同本征函数组是: x1?sz? 和x2?122?sz? (1)?x的本征函数,但它们构成一个完整或者简单地记作?和?,因为这两个波函数并不是??x的本征函数可表系,所以任何自旋态都能用这两个本征函数的线性式表示(叠加原理),?示:??c1??c2?(2)?x的本征值?,则??x的本征方程式是: c1,c2待定常数,又设? ?x???? (3)?将(2)代入(3):?x?c1??c2?????c1??c2?? (4)??z表象基矢的运算法则是: ?x对?根据本章问题6(p.264),? ?x??? ?x??????x的本征矢(2)是归一花的,将(5)代入(4)此外又假设?: c1??c1???c1???c2?比较?,?的系数(这二者线性不相关),再加的归一化条件,有: ?c1??c2????????????(6a)?????????????(6b)?c2??c1?c2?c2?1????????????(6c)2?12前二式得??1,即??1,或???1当时??1,代入(6a)得c1?c2,再代入(6c),得:c1?12ei? c2?12ei?? 是任意的相位因子。

当时???1,代入(6a)得c1??c2代入(6c),得:c1?12ei?c2??12ei??x的本征函数:最后得?x1?ei?2ei?2(???)对应本征值1x2?(???)对应本征值-1?x??2共同表象中,采用sz作自变量时,既是坐标表以上是利用寻常的波函数表示法,但在?象,同时又是角动量表象。

可用矩阵表示算符和本征矢。

?c1??1??0??? ???? ???? ?c?(7)01?2??????x的矩阵已证明是 ??01??x?? ??10???x的矩阵式本征方程式是:因此???c1??01??c1?(8) ???????cc?01??2??2??x本征矢的矩阵形式是:其余步骤与坐标表象的方法相同,?ei??1?ei??1?x1??1? x2???1?2??2?????[2]在?z表象中,求??n的本征态,n(sin?cos?,sin?sin?,cos?)是(?,?)方向的单位矢。

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8.波长增量A X=X z -X随散射角增大而增大.这一现象称为康普第一章知识点: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vO 只有当光的频率大于某一定值vO 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V0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v 0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v 振荡;b.黑体只能以E = hv 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:[E=hv=ha ) 把光子的波动性和粒子性联系了起来\Eh v h _p=—h ———n=—n=—n = tikICC2XIngA2 = 220 sin 2 — 其中 20 = ------- = 2.4 x I 。

-" cm称为电子的 Compton 波长。

m 0C散射波的波长入'总是比入射波波长长(V >入)且随散射角0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 = hvn v = E/hP = h/X=>X = h/p该关系称为de. Broglie 关系.德布罗意波:T = A exp —(p»r — Et)\ I de Broglie 关系:v = E/h n(0 = 2K v = 2丸E/h = E/力2 = h/p =>k = 1/ X = 2冗 / 4 =p 〃第二章知识点:.1.描写自由粒子的平面波波函数: T = Aexp -(p»r-Et) h2. 在电子衍射实验中,照相底片上r 点附近衍射花样的强度~正比于该点附近感光点的数 目,~正比于该点附近出现的电子数目,~正比于电子出现在r 点附近的几率.3. |W (r)|2的意义是代表电子出现在r 点附近单位体积内的几率。

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量子力学复习提纲一、简答题1、什么是黑体?答:在任何温度下,对入射的任何波长的辐射全部吸收的物体。

2、简述光的波粒二象性。

答:吸收、发射以微粒形式,传播 c 。

描述波动性的力学量λν,与描述粒子的力学量p E ,之间的联系为νh E =,λhp =。

3、试简述Bohr 的量子理论。

答:(1)定态假设:电子只能在一组特殊的轨道上运动,在这组轨道上电子处于稳定状态,简称定态。

(2)频率条件:当电子从一个定态跃迁到另一个定态时,吸收或发射的辐射频率满足:νh E E n m =- 。

(3)量子化条件:电子在轨道上运动时,其角动量必须是h 的整数倍。

4、简述德布罗意假设。

答:具有能量E 和动量P 的自由粒子与一个频率为ν、波长为λ的平面波相联系。

νh E =,λhp =。

5、粒子的德布罗意波长是否可以比其本身线度长或短?答:由基本假设ph =λ,波长仅取决于粒子的动量而与粒子本身线度无必然联系。

6、波函数模的平方()2,t r ψ的物理意义是什么?答:()2,t r ψ表示在t 时刻r 点附近单位体积中粒子出现的概率,即概率密度。

7、按照波函数的统计解释,试给出波函数应满足的条件。

答:波函数应满足的条件是:连续,有限,单值。

8、简述态叠加原理。

答:若n ψψψ,,,21 是体系的可能状态,则n n C C C ψψψψ+++= 2211也是体系的可能状态。

这一结论称为态叠加原理。

9.何谓定态?答:能量具有确定值的状态称为定态。

它用定态波函数()()iEte r t r -=ψψ,描写。

10、简述定态的特性。

答:定态的特性有:①能量具有确定值。

②几率密度及几率流密度不随t 变化。

③任何力学量(不含t )的平均值不随t 变化。

④任何力学量(不含t )取各种可能测量值的几率分布不随t 变化。

11、简要解释一维线性谐振子的零点能。

答:一维线性谐振子的零点能为ω 210=E ,它是谐振子基态的能量,是一种量子效应,是测不准关系所要求的最小能量,是粒子具有波粒二象性的具体体现,谐振子永远不会静止。

《量子力学》考试知识点(精心整理)

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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。

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一、简述题:1. (1)试述Wien 公式、Rayleigh-Jeans 公式和Planck 公式在解释黑体辐射能量密度随频率分布的问题上的差别2. (1)试给出原子的特征长度的数量级(以m 为单位)及可见光的波长范围(以Å为单位)3. (1)试用Einstein 光量子假说解释光电效应4. (1)试简述Bohr 的量子理论5. (1)简述波尔-索末菲的量子化条件6. (1)试述de Broglie 物质波假设7. (2)写出态的叠加原理8. (2)一个体系的状态可以用不同的几率分布函数来表示吗?试举例说明。

9. (2)按照波函数的统计解释,试给出波函数应满足的条件10.(2)已知粒子波函数在球坐标中为),,(ϕθψr ,写出粒子在球壳),(dr r r +中被测到的几率以及在),(ϕθ方向的立体角元ϕθθΩd d d sin =中找到粒子的几率。

11.(2)什么是定态?它有哪些特征? 12.(2))()(x x δψ=是否定态?为什么? 13.(2)设ikre r1=ψ,试写成其几率密度和几率流密度 14.(2)试解释为何微观粒子的状态可以用归一化的波函数完全描述。

15.(3)简述和解释隧道效应16.(3)说明一维方势阱体系中束缚态与共振态之间的联系与区别。

17.(4)试述量子力学中力学量与力学量算符之间的关系 18.(4)简述力学量算符的性质 19.(4)试述力学量完全集的概念20.(4)试讨论:若两个厄米算符对易,是否在所有态下它们都同时具有确定值?21.(4)若算符Aˆ、B ˆ均与算符C ˆ对易,即0]ˆ,ˆ[]ˆ,ˆ[==C B C A ,A ˆ、B ˆ、C ˆ是否可同时取得确定值?为什么?并举例说明。

22.(4)对于力学量A 与B ,写出二者在任何量子态下的涨落所满足的关系,并说明物理意义。

23.(4)微观粒子x 方向的动量x p ˆ和x 方向的角动量xL ˆ是否为可同时有确定值的力学量?为什么? 24.(4)试写出态和力学量的表象变换的表达式25.(4)简述幺正变换的性质26.(4)在坐标表象中,给出坐标算符和动量算符的矩阵表示 27.(4)粒子处在2221)(x x V μω=的一维谐振子势场中,试写出其坐标表象和动量表象的定态Schr ödinger 方程。

量子力学试题及答案

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量子力学试题及答案一、单项选择题(每题2分,共10分)1. 量子力学中的波函数描述了粒子的哪种属性?A. 位置B. 动量C. 能量D. 概率密度答案:D2. 哪个原理表明一个粒子的波函数可以展开成一组完备的本征函数?A. 泡利不相容原理B. 薛定谔方程C. 玻恩规则D. 量子态叠加原理答案:D3. 量子力学中,哪个算符代表粒子的位置?A. 动量算符B. 能量算符C. 位置算符D. 角动量算符答案:C4. 量子力学中,哪个原理描述了测量过程对系统状态的影响?A. 海森堡不确定性原理B. 量子纠缠C. 量子退相干D. 量子测量原理答案:D5. 哪个方程是量子力学中描述粒子时间演化的基本方程?A. 薛定谔方程B. 狄拉克方程C. 克莱因-戈登方程D. 麦克斯韦方程答案:A二、填空题(每题2分,共10分)1. 量子力学中,粒子的状态由______描述,而粒子的物理量由______表示。

答案:波函数;算符2. 根据量子力学,粒子的位置和动量不能同时被精确测量,这被称为______。

答案:海森堡不确定性原理3. 在量子力学中,粒子的波函数在空间中的变化遵循______方程。

答案:薛定谔4. 量子力学中的______原理指出,一个量子系统在任何时刻的状态都可以表示为该系统可能状态的线性组合。

答案:态叠加5. 量子力学中,粒子的波函数必须满足______条件,以保证物理量的概率解释是合理的。

答案:归一化三、计算题(每题10分,共20分)1. 假设一个粒子处于一维无限深势阱中,势阱宽度为L。

求该粒子在基态时的能量和波函数。

答案:粒子在基态时的能量E1 = (π^2ħ^2) / (2mL^2),波函数ψ1(x) = sqrt(2/L) * sin(πx/L),其中x的范围是0 ≤ x ≤ L。

2. 考虑一个粒子在一维谐振子势能中运动,其势能表达式为V(x) = (1/2)kx^2。

求该粒子的能级和相应的波函数。

答案:粒子的能级En = (n + 1/2)ħω,其中n = 0, 1, 2, ...,波函数ψn(x) = (1/sqrt(2^n n!)) * (mω/πħ)^(1/4) * e^(-mωx^2/(2ħ)) * Hn(x),其中Hn(x)是厄米多项式。

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【最新整理,下载后即可编辑】2002级量子力学期末考试试题和答案B卷一、(共25分)1、厄密算符的本征值和本征矢有什么特点?(4分)2、什么样的状态是束缚态、简并态和偶宇称态?(6分)3、全同玻色子的波函数有什么特点?并写出两个玻色子组成的全同粒子体系的波函数。

(4分)4、在一维情况下,求宇称算符Pˆ和坐标x的共同本征函数。

(6分)5、简述测不准关系的主要内容,并写出时间t 和能量E 的测不准关系。

(5分)二、(15分)已知厄密算符B A ˆ,ˆ,满足1ˆˆ22==BA,且0ˆˆˆˆ=+A B B A ,求1、在A 表象中算符Aˆ、B ˆ的矩阵表示; 2、在A 表象中算符Bˆ的本征值和本征函数; 3、从A 表象到B 表象的幺正变换矩阵S 。

三、(15分)线性谐振子在0=t 时处于状态)21exp(3231)0,(22x x x ααπαψ-⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=,其中μωα=,求1、在0=t 时体系能量的取值几率和平均值。

2、0>t 时体系波函数和体系能量的取值几率及平均值四、(15分)当λ为一小量时,利用微扰论求矩阵⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++λλλλλλ2330322021的本征值至λ的二次项,本征矢至λ的一次项。

五、(10分)一体系由三个全同的玻色子组成, 玻色子之间无相互作用. 玻色子只有两个可能的单粒子态. 问体系可能的状态有几个? 它们的波函数怎样用单粒子波函数构成?一、1、厄密算符的本征值是实数,本征矢是正交、归一和完备的。

2、在无穷远处为零的状态为束缚态;简并态是指一个本征值对应一个以上本征函数的情况;将波函数中坐标变量改变符号,若得到的新函数与原来的波函数相同,则称该波函数具有偶宇称。

3、全同玻色子的波函数是对称波函数。

两个玻色子组成的全同粒子体系的波函数为:[])()()()(2112212211q q q q S ϕϕϕϕφ+=4、宇称算符Pˆ和坐标x 的对易关系是:P x x P ˆ2],ˆ[-=,将其代入测不准关系知,只有当0ˆ=Px 时的状态才可能使P ˆ和x 同时具有确定值,由)()(x x -=δδ知,波函数)(x δ满足上述要求,所以)(x δ是算符Pˆ和x 的共同本征函数。

量子力学必考题

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量子力学必考题第二章 微扰理论3.5 一刚性转子转动惯量为I ,它的能量的经典表示式是IL H 22=,L 为角动量,求与此对应的量子体系在下列情况下的定态能量及波函数:(1) 转子绕一固定轴转动: (2) 转子绕一固定点转动:(考一问) 解:(1)设该固定轴沿Z 轴方向,则有 22Z L L =哈米顿算符 22222ˆ21ˆϕd d I L I H Z -== 其本征方程为 (t H与ˆ无关,属定态问题))(2)( )()(2222222ϕφϕϕφϕφϕφϕIE d d E d d I -==-令 222IEm =,则 0)()( 222=+ϕφϕϕφm d d 取其解为 ϕϕφim Ae =)( (m 可正可负可为零) 由波函数的单值性,应有ϕπϕϕφπϕφim im e e =⇒=++)2()()2( 即 12=πm i e∴m= 0,±1,±2,…转子的定态能量为Im E m 222 = (m= 0,±1,±2,…)可见能量只能取一系列分立值,构成分立谱。

定态波函数为 ϕφim m Ae = A 为归一化常数,由归一化条件ππϕϕφφππ2121 220220*=⇒===⎰⎰A A d A d m m∴ 转子的归一化波函数为ϕπφim m e 21=综上所述,除m=0外,能级是二重简并的。

(2)取固定点为坐标原点,则转子的哈米顿算符为2ˆ21ˆL IH= t H与ˆ无关,属定态问题,其本征方程为),(),(ˆ212ϕθϕθEY Y L I= (式中),(ϕθY 设为Hˆ的本征函数,E 为其本征值) ),(2),(ˆ2ϕθϕθIEY Y L= 令 22 λ=IE ,则有),(),(ˆ22ϕθλϕθY Y L= 此即为角动量2ˆL的本征方程,其本征值为 ) ,2 ,1 ,0( )1(222 =+==λL其波函数为球谐函数ϕθϕθim m m m e P N Y )(cos ),( = ∴ 转子的定态能量为2)1(2IE +=可见,能量是分立的,且是)12(+ 重简并的。

量子力学练习题题库(可编辑)

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量子力学练习题题库量子力学练习题本练习题共352道,其中(一)单项选择题 145题,(二)填空题100题,(三) 判断题50题,(四) 名词解释32题,(五)证明题25题,(六)计算题40题。

做题时应注意的几个问题:1.强调对量子力学概念、知识体系的整体理解。

2.注重量子力学基本原理的理解及其简单的应用,如:无限深势阱、谐振子和氢原子等重要问题的求解及其结论,并与其对应的经典理论进行比较,力争把量子力学理论融汇贯通。

3.数学手段上,应多看示例,尽量避免陷入过多的、繁难的数学计算中。

4.通过完成练习题,使自己加深对理论内容的理解,通过把实际物理过程用数学模型求解,培养自己独立解决实际问题的能力。

(一) 单项选择题 (共145题)1.能量为100ev的自由电子的De Broglie 波长是A. 1.2B. 1.5C.2.1D. 2.5.2. 能量为0.1ev的自由中子的De Broglie 波长是 A.1.3 B.0.9C. 0.5D. 1.8.D. 2.0.4.温度T1k时,具有动能为Boltzeman常数的氦原子的De Broglie 波长是A.8B. 5.6C. 10D. 12.6.5.用Bohr-Sommerfeld的量子化条件得到的一维谐振子的能量为()AB C D6.在0k附近,钠的价电子的能量为3ev,其De Broglie波长是A.5.2B. 7.1C. 8.4D. 9.4.7.钾的脱出功是2ev,当波长为3500的紫外线照射到钾金属表面时,光电子的最大能量为C. 0.25JD. 1.25J.8.当氢原子放出一个具有频率的光子,反冲时由于它把能量传递给原子而产生的频率改变为ABC D9pton 效应证实了A.电子具有波动性B. 光具有波动性.C.光具有粒子性D. 电子具有粒子性.10.Davisson 和Germer 的实验证实了电子具有波动性. B. 光具有波动性. C. 光具有粒子性 D. 电子具有粒子性.11.粒子在一维无限深势阱中运动,设粒子的状态由描写,其归一化常数C为A BC D12. 设,在范围内找到粒子的几率为A B C D13. 设粒子的波函数为 ,在范围内找到粒子的几率为ABCD14.设和分别表示粒子的两个可能运动状态,则它们线性迭加的态的几率分布为 A B. + C. + D. +.A.单值、正交、连续B.归一、正交、完全性C.连续、有限、完全性D.单值、连续、有限.A.波动性是由于大量的微粒分布于空间而形成的疏密波B.微粒被看成在三维空间连续分布的某种波包C.单个微观粒子具有波动性和粒子性D. A, B, C.17.已知波函数, ,,其中定态波函数是A B.和C D.和.18.若波函数归一化,则19.波函数、为任意常数,A.与描写粒子的状态不同 B.与所描写的粒子在空间各点出现的几率的比是1: C.与所描写的粒子在空间各点出现的几率的比是 D.与描写粒子的状态相同.20.波函数的傅里叶变换式是A BC D21.量子力学运动方程的建立,需满足一定的条件:1方程中仅含有波函数关于时间的一阶导数. 2方程中仅含有波函数关于时间的二阶以下的导数.3方程中关于波函数对空间坐标的导数应为线性的. 4 方程中关于波函数对时间坐标的导数应为线性的.5 方程中不能含有决定体系状态的具体参量. 6 方程中可以含有决定体系状态的能量. 则方程应满足的条件是A. 1、3和6B. 2、3、4和5. C. 1、3、4和5. D.2、3、4、5和6.22.两个粒子的薛定谔方程是A B C D.23.几率流密度矢量的表达式为 A B CD24.质量流密度矢量的表达式为A B C D25. 电流密度矢量的表达式为AB CD26.下列哪种论述不是定态的特点A.几率密度和几率流密度矢量都不随时间变化 B.几率流密度矢量不随时间变化 C.任何力学量的平均值都不随时间变化 D.定态波函数描述的体系一定具有确定的能量.27.在一维无限深势阱中运动的质量为的粒子的能级为A.,B.,C., D28. 在一维无限深势阱中运动的质量为的粒子的能级为 A., B., C., D29. 在一维无限深势阱中运动的质量为的粒子的能级为A.,B., C., D30. 在一维无限深势阱中运动的质量为的粒子处于基态,其位置几率分布最大处是 A., B.,C.,D31. 在一维无限深势阱中运动的质量为的粒子处于第一激发态,其位置几率分布最大处是A., B., C., D32.在一维无限深势阱中运动的粒子,其体系的A.能量是量子化的,而动量是连续变化的 B.能量和动量都是量子化的 C.能量和动量都是连续变化的D.能量连续变化而动量是量子化的.AB C D34.线性谐振子的第一激发态的波函数为,其位置几率分布最大处为ABCD35.线性谐振子的 A.能量是量子化的,而动量是连续变化的B.能量和动量都是量子化的 C.能量和动量都是连续变化的D.能量连续变化而动量是量子化的.36.线性谐振子的能量本征方程是AB C D37.氢原子的能级为A..B..CD38.在极坐标系下,氢原子体系在不同球壳内找到电子的几率为AB C D39. 在极坐标系下,氢原子体系在不同方向上找到电子的几率为A B C D40.波函数和是平方可积函数,则力学量算符为厄密算符的定义是A B C D41. 和是厄密算符,则A.必为厄密算符.B.必为厄密算符C.必为厄密算符D. 必为厄密算符42.已知算符和,则A.和都是厄密算符B.必是厄密算符C.必是厄密算符D.必是厄密算符.43.自由粒子的运动用平面波描写,则其能量的简并度为A.1B. 2C. 3D. 4.A B C D.45.角动量Z分量的归一化本征函数为A BC D是的本征函数,不是的本征函数 B.不是的本征函数,是的本征函数.C 是、的共同本征函数. D. 即不是的本征函数,也不是的本征函数.47.若不考虑电子的自旋,氢原子能级n3的简并度为 A. 3 B. 6 C.9 D. 12.48.氢原子能级的特点是 A.相邻两能级间距随量子数的增大而增大 B.能级的绝对值随量子数的增大而增大 C.能级随量子数的增大而减小 D.相邻两能级间距随量子数的增大而减小.49一粒子在中心力场中运动,其能级的简并度为,这种性质是库仑场特有的B.中心力场特有的. C.奏力场特有的 D.普遍具有的.50.对于氢原子体系,其径向几率分布函数为,则其几率分布最大处对应于Bohr原子模型中的圆轨道半径是 A B C D51.设体系处于状态,则该体系的能量取值及取值几率分别为 A BC D52.接51题,该体系的角动量的取值及相应几率分别为 A B C D53. 接51题,该体系的角动量Z分量的取值及相应几率分别为 A BC D54. 接51题,该体系的角动量Z分量的平均值为A B C D55. 接51题,该体系的能量的平均值为A..B..CD56.体系处于状态,则体系的动量取值为A B C D57.接上题,体系的动量取值几率分别为 A. 1,0. B. 1/2,1/2C. 1/4,3/4/ D. 1/3,2/3.58.接56题, 体系的动量平均值为A B C D59.一振子处于态中,则该振子能量取值分别为A BC D60.接上题,该振子的能量取值的几率分别为A B. ,. C.,D61.接59题,该振子的能量平均值为 B C D62.对易关系等于为的任意函数 A..B..CD63. 对易关系等于 A BC D64.对易关系等于A B CD65. 对易关系等于A B C D66. 对易关系等于A B C D67. 对易关系等于A B CD68. 对易关系等于A B CD69. 对易关系等于A B C D70. 对易关系等于A B C D71. 对易关系等于A B C D72. 对易关系等于A B C D73. 对易关系等于A B C D74. 对易关系等于A B C D75. 对易关系等于A B C D76. 对易关系等于A B C DA B C D78. 对易式等于m,n为任意正整数A B C DA B C D80对易式等于c为任意常数A B C D81.算符和的对易关系为,则、的测不准关系是A BC D82.已知,则和的测不准关系是A B C D83. 算符和的对易关系为,则、的测不准关系是A B CD84.电子在库仑场中运动的能量本征方程是A BC D85.类氢原子体系的能量是量子化的,其能量表达式为A B C D86. 在一维无限深势阱中运动的质量为的粒子,其状态为,则在此态中体系能量的可测值为A., B,C., D87.接上题,能量可测值、出现的几率分别为 A.1/4,3/4B. 3/4,1/4C.1/2, 1/2D. 0,1.88.接86题,能量的平均值为A., B., C., D89.若一算符的逆算符存在,则等于A. 1B. 0C. -1D. 2.90.如果力学量算符和满足对易关系, 则A. 和一定存在共同本征函数,且在任何态中它们所代表的力学量可同时具有确定值B. 和一定存在共同本征函数,且在它们的本征态中它们所代表的力学量可同时具有确定值.C. 和不一定存在共同本征函数,且在任何态中它们所代表的力学量不可能同时具有确定值.D. 和不一定存在共同本征函数,但总有那样态存在使得它们所代表的力学量可同时具有确定值.可取一切实数值 B.只能取不为负的一切实数 C.可取一切实数,但不能等于零. D.只能取不为正的实数.92.对易关系式等于A BCD93.定义算符, 则等于A B C D94.接上题, 则等于AB C D95. 接93题, 则等于AB C D96.氢原子的能量本征函数A.只是体系能量算符、角动量平方算符的本征函数,不是角动量Z分量算符的本征函数 B.只是体系能量算符、角动量Z分量算符的本征函数,不是角动量平方算符的本征函数 C.只是体系能量算符的本征函数,不是角动量平方算符、角动量Z 分量算符的本征函数 D.是体系能量算符、角动量平方算符、角动量Z分量算符的共同本征函数.97.体系处于态中,则A.是体系角动量平方算符、角动量Z分量算符的共同本征函数 B.是体系角动量平方算符的本征函数,不是角动量Z分量算符的本征函数 C.不是体系角动量平方算符的本征函数,是角动量Z分量算符的本征函数 D.即不是体系角动量平方算符的本征函数,也不是角动量Z分量算符的本征函数.98.对易关系式等于A B C D99.动量为的自由粒子的波函数在坐标表象中的表示是,它在动量表象中的表示是ABCD100.力学量算符对应于本征值为的本征函数在坐标表象中的表示是AB C D101.一粒子在一维无限深势阱中运动的状态为,其中、是其能量本征函数,则在能量表象中的表示是A..B..C..D102.线性谐振子的能量本征函数在能量表象中的表示是 A B CD103. 线性谐振子的能量本征函数在能量表象中的表示是 A B C D104.在的共同表象中,波函数,在该态中的平均值为AB CD. 0.105.算符只有分立的本征值,对应的本征函数是,则算符在表象中的矩阵元的表示是以本征值为对角元素的对角方阵B一个上三角方阵. C.一个下三角方阵.D.一个主对角线上的元素等于零的方阵.107.力学量算符在动量表象中的微分形式是 ABCD108.线性谐振子的哈密顿算符在动量表象中的微分形式是 A B CD109.在表象中,其本征值是 AB0 C D110.接上题, 的归一化本征态分别为 A BC D111.幺正矩阵的定义式为 ABCD112.幺正变换 A.不改变算符的本征值,但可改变其本征矢. B.不改变算符的本征值,也不改变其本征矢 C.改变算符的本征值,但不改变其本征矢D.即改变算符的本征值,也改变其本征矢.113.算符,则对易关系式等于 ABC D114.非简并定态微扰理论中第个能级的表达式是考虑二级近似ABC D115. 非简并定态微扰理论中第个能级的一级修正项为 A BC D116. 非简并定态微扰理论中第个能级的二级修正项为 A B C D 117. 非简并定态微扰理论中第个波函数一级修正项为 ABC D118.沿方向加一均匀外电场,带电为且质量为的线性谐振子的哈密顿为 A BCD119.非简并定态微扰理论的适用条件是A B C D 120.转动惯量为I,电偶极矩为的空间转子处于均匀电场中,则该体系的哈密顿为A B C D121.非简并定态微扰理论中,波函数的一级近似公式为A B C D122.氢原子的一级斯塔克效应中,对于的能级由原来的一个能级分裂为五个子能级 B. 四个子能级C. 三个子能级 D. 两个子能级.123.一体系在微扰作用下,由初态跃迁到终态的几率为A BC D写出体系的哈密顿 B选取合理的尝试波函数.C 计算体系的哈密顿的平均值 D体系哈密顿的平均值对变分参数求变分.电子具有波动性B.光具有波动性. C. 原子的能级是分立的. D. 电子具有自旋.126.为自旋角动量算符,则等于A BC .D127. 为Pauli算符,则等于A B CD128.单电子的自旋角动量平方算符的本征值为A B C D129.单电子的Pauli算符平方的本征值为A0 B1 C. 2D. 3.130.Pauli算符的三个分量之积等于A. 0 B1CD131.电子自旋角动量的分量算符在表象中矩阵表示为A B C D 132. 电子自旋角动量的y分量算符在表象中矩阵表示为A B C D 133. 电子自旋角动量的z分量算符在表象中矩阵表示为A B C D 134.是角动量算符,,则等于A BC. 1 D. 0135.接上题, 等于A B C D. 0.136.接134题, 等于A B C D. 0.137.一电子处于自旋态中,则的可测值分别为A B .C D138.接上题,测得为的几率分别是A B CD139.接137题, 的平均值为0 B C D140.在表象中,,则在该态中的可测值分别为 ABC D141.接上题,测量的值为的几率分别为A B.1/2,1/2. C.3/4,1/4. D.1/4, 3/4.142.接140题,的平均值为A B C D143.下列有关全同粒子体系论述正确的是A.氢原子中的电子与金属中的电子组成的体系是全同粒子体系 B.氢原子中的电子、质子、中子组成的体系是全同粒子体系 C.光子和电子组成的体系是全同粒子体系 D.粒子和电子组成的体系是全同粒子体系.144.全同粒子体系中,其哈密顿具有交换对称性,其体系的波函数 A.是对称的 B.是反对称的 C.具有确定的对称性. D.不具有对称性.145.分别处于态和态的两个电子,它们的总角动量的量子数的取值是0,1,2,3,4B.1,2,3,4. C. 0,1,2,3 D.1,2,3.(二) 填空题(共100题)1pton效应证实了。

曾量子力学练习题答案

曾量子力学练习题答案

曾量子力学练习题答案【篇一:量子力学曾谨言第八章第九章习题详解】表象中,求??x的本征态 [1]在?(解)设泡利算符?,?x,的共同本征函数组是: x1?sz? 和x2?122?sz? (1)?x的本征函数,但它们构成一个完整或者简单地记作?和?,因为这两个波函数并不是??x的本征函数可表系,所以任何自旋态都能用这两个本征函数的线性式表示(叠加原理),?示:??c1??c2?(2)?x的本征值?,则??x的本征方程式是: c1,c2待定常数,又设? ?x???? (3)?将(2)代入(3):?x?c1??c2?????c1??c2?? (4)??z表象基矢的运算法则是: ?x对?根据本章问题6(p.264),? ?x??? ?x??????x的本征矢(2)是归一花的,将(5)代入(4)此外又假设?: c1??c1???c1???c2?比较?,?的系数(这二者线性不相关),再加的归一化条件,有: ?c1??c2????????????(6a)?????????????(6b)?c2??c1?c2?c2?1????????????(6c)2?12前二式得??1,即??1,或???1当时??1,代入(6a)得c1?c2,再代入(6c),得:c1?12ei? c2?12ei?? 是任意的相位因子。

当时???1,代入(6a)得c1??c2代入(6c),得:c1?12ei?c2??12ei??x的本征函数:最后得?x1?ei?2ei?2(???)对应本征值1x2?(???)对应本征值-1?x??2共同表象中,采用sz作自变量时,既是坐标表以上是利用寻常的波函数表示法,但在?象,同时又是角动量表象。

可用矩阵表示算符和本征矢。

?c1??1??0??? ???? ???? ?c?(7)01?2??????x的矩阵已证明是 ??01??x?? ??10???x的矩阵式本征方程式是:因此???c1??01??c1?(8) ???????cc?01??2??2??x本征矢的矩阵形式是:其余步骤与坐标表象的方法相同,?ei??1?ei??1?x1??1? x2???1?2??2?????[2]在?z表象中,求??n的本征态,n(sin?cos?,sin?sin?,cos?)是(?,?)方向的单位矢。

量子力学考试题库及答案

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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。

量子力学基础简答题(经典)(完整资料).doc

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 。

量子力学基础知识习题解答可修改全文

量子力学基础知识习题解答可修改全文

01.量子力学基础知识本章主要知识点一、微观粒子的运动特征 1. 波粒二象性:,hE h p νλ==2. 测不准原理:,,,x y z x p h y p h z p h t E h ∆∆≥∆∆≥∆∆≥∆∆≥3. 能量量子化; 二、量子力学基本假设1. 假设1:对于一个量子力学体系,可以用坐标和时间变量的函数(,,,)x y z t ψ来描述,它包括体系的全部信息。

这一函数称为波函数或态函数,简称态。

不含时间的波函数(,,)x y z ψ称为定态波函数。

在本课程中主要讨论定态波函数。

由于空间某点波的强度与波函数绝对值的平方成正比,即在该点附近找到粒子的几率正比于*ψψ,所以通常将用波函数ψ描述的波称为几率波。

在原子、分子等体系中,将ψ称为原子轨道或分子轨道;将*ψψ称为几率密度,它就是通常所说的电子云;*d ψψτ为空间某点附近体积元d τ中电子出现的几率。

对于波函数有不同的解释,现在被普遍接受的是玻恩(M. Born )统计解释,这一解释的基本思想是:粒子的波动性(即德布罗意波)表现在粒子在空间出现几率的分布的波动,这种波也称作“几率波”。

波函数ψ可以是复函数,ψψψ⋅=*2合格(品优)波函数:单值、连续、平方可积。

2. 假设2:对一个微观体系的每一个可观测的物理量,都对应着一个线性自厄算符。

算符:作用对象是函数,作用后函数变为新的函数。

线性算符:作用到线性组合的函数等于对每个函数作用后的线性组合的算符。

11221122ˆˆˆ()A c c c A c A ψψψψ+=+ 自厄算符:满足**2121ˆˆ()d ()d A A ψψτψψτ=∫∫的算符。

自厄算符的性质:(1)本证值都是实数;(2)不同本证值的本证函数相互正交。

3. 假设3:若某一物理量A 的算符ˆA作用于某一状态函数ψ,等于某一常数a 乘以ψ,即:ˆAa ψψ=,那么对ψ所描述的这个微观体系的状态,物理量A 具有确定的数字a 。

量子力学考试题讲解及答案

量子力学考试题讲解及答案

量子力学考试题讲解及答案一、单项选择题(每题2分,共10分)1. 量子力学中,波函数的平方代表的是:A. 粒子的位置B. 粒子的动量C. 粒子出现的概率密度D. 粒子的能量答案:C2. 根据海森堡不确定性原理,下列说法正确的是: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. 薛定谔方程是用来描述:A. 经典力学系统B. 热力学系统C. 量子力学系统D. 电磁学系统答案:C4. 量子力学中的波粒二象性是指:A. 粒子有时表现为波动性,有时表现为粒子性B. 粒子总是同时具有波动性和粒子性C. 粒子只具有波动性D. 粒子只具有粒子性答案:B5. 量子力学中,哪个假设是关于测量的?A. 叠加原理B. 波函数坍缩C. 泡利不相容原理D. 量子纠缠答案:B二、填空题(每题2分,共10分)1. 量子力学中的波函数通常用希腊字母________表示。

答案:Ψ2. 量子力学中的德布罗意波长公式为λ = ________。

答案:h/p3. 在量子力学中,一个粒子的总能量可以表示为E = ________ + V。

答案:K.E.4. 费米子遵循的统计规律是________统计。

答案:费米-狄拉克5. 量子力学中的测不准原理是由海森堡提出的,其数学表述为ΔxΔp ≥ ________。

答案:h/4π三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述量子力学中的波函数坍缩概念。

答案:波函数坍缩是指在量子力学中,当一个量子系统的状态被测量时,系统的波函数会从多个可能的状态中“选择”一个确定的状态,这个过程称为波函数坍缩。

2. 解释量子力学中的叠加原理。

答案:叠加原理是指在量子力学中,一个量子系统可以同时处于多个状态的叠加,即系统的波函数可以是多个不同状态波函数的线性组合。

3. 描述量子力学中的泡利不相容原理。

答案:泡利不相容原理指出,两个相同的费米子(如电子)不能处于同一个量子态,即它们不能具有相同的一组量子数。

曾量子力学题库(网用)(1)要点

曾量子力学题库(网用)(1)要点

曾量⼦⼒学题库(⽹⽤)(1)要点⼀、简述题:1. (1)试述Wien 公式、Rayleigh-Jeans 公式和Planck 公式在解释⿊体辐射能量密度随频率分布的问题上的差别2. (1)试给出原⼦的特征长度的数量级(以m 为单位)及可见光的波长范围(以?为单位)3. (1)试⽤Einstein 光量⼦假说解释光电效应4. (1)试简述Bohr 的量⼦理论5. (1)简述波尔-索末菲的量⼦化条件6. (1)试述de Broglie 物质波假设7. (2)写出态的叠加原理8. (2)在给定的状态中测量某⼀⼒学量可得⼀测值概率分布。

问在此状态中能否测得其它⼒学量的概率分布?试举例说明。

9. (2)在给定状态下测量某⼀⼒学量,能测量到什么程度? 10.(2)按照波函数的统计解释,试给出波函数应满⾜的条件11.(2)假设⼀体系的基态波函数在全空间上都⼤于零,试解释是否存在某⼀激发态,该激发态在全空间范围内也都⼤于零。

12.(2)已知粒⼦波函数在球坐标中为),,(?θψr ,写出粒⼦在球壳),(dr r r +中被测到的⼏率以及在),(?θ⽅向的⽴体⾓元?θθΩd d d sin =中找到粒⼦的⼏率。

13.(2)什么是定态?它有哪些特征? 14.(2))()(x x δψ=是否定态?为什么? 15.(2)设ikre r1=ψ,试写成其⼏率密度和⼏率流密度 16.(2)试解释为何微观粒⼦的状态可以⽤归⼀化的波函数完全描述。

17.(3)简述和解释隧道效应18.(3)⼀维⽆限深势阱体系??><∞≤≤=a x x a x x V or 000)(??><∞≤≤=ax x a x x V or 000)(处于状态 )(21)(ikx ikxe e ax --=ψ,其中a k π2=,请问该状态是否是定态?为什么? 19.(3)说明⼀维⽅势阱体系中束缚态与共振态之间的联系与区别。

20.(3)某⼀维体系,粒⼦的势能为222x µγ,其中µ为粒⼦质量,说明该体系是什么体系,并写出体系能量的可能取值。

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曾谨言量子力学题库一简述题:1. (1)试述Wien 公式、Rayleigh-Jeans 公式和Planck 公式在解释黑体辐射能量密度随频率分布的问题上的差别2. (1)试给出原子的特征长度的数量级(以m 为单位)及可见光的波长范围(以Å为单位)3. (1)试用Einstein 光量子假说解释光电效应4. (1)试简述Bohr 的量子理论5. (1)简述波尔-索末菲的量子化条件6. (1)试述de Broglie 物质波假设7. (2)写出态的叠加原理8. (2)一个体系的状态可以用不同的几率分布函数来表示吗?试举例说明。

9. (2)按照波函数的统计解释,试给出波函数应满足的条件10.(2)已知粒子波函数在球坐标中为),,(ϕθψr ,写出粒子在球壳),(dr r r +中被测到的几率以及在),(ϕθ方向的立体角元ϕθθΩd d d sin =中找到粒子的几率。

11.(2)什么是定态?它有哪些特征? 12.(2))()(x x δψ=是否定态?为什么? 13.(2)设ikre r1=ψ,试写成其几率密度和几率流密度 14.(2)试解释为何微观粒子的状态可以用归一化的波函数完全描述。

15.(3)简述和解释隧道效应16.(3)说明一维方势阱体系中束缚态与共振态之间的联系与区别。

17.(4)试述量子力学中力学量与力学量算符之间的关系 18.(4)简述力学量算符的性质 19.(4)试述力学量完全集的概念20.(4)试讨论:若两个厄米算符对易,是否在所有态下它们都同时具有确定值?21.(4)若算符Aˆ、B ˆ均与算符C ˆ对易,即0]ˆ,ˆ[]ˆ,ˆ[==C B C A ,A ˆ、B ˆ、C ˆ是否可同时取得确定值?为什么?并举例说明。

22.(4)对于力学量A 与B ,写出二者在任何量子态下的涨落所满足的关系,并说明物理意义。

23.(4)微观粒子x 方向的动量x p ˆ和x 方向的角动量xL ˆ是否为可同时有确定值的力学量?为什么? 24.(4)试写出态和力学量的表象变换的表达式25.(4)简述幺正变换的性质26.(4)在坐标表象中,给出坐标算符和动量算符的矩阵表示 27.(4)粒子处在2221)(x x V μω=的一维谐振子势场中,试写出其坐标表象和动量表象的定态Schr ödinger 方程。

28.(4)使用狄拉克符号导出不含时间的薛定谔方程在动量表象中的形式。

29.(4)如果C B Aˆ,ˆ,ˆ均为厄米算符,下列算符是否也为厄米算符?a)3ˆ21A b) )ˆˆˆˆ(21A B B A - b) )ˆˆˆˆ(21A B i B A - 30.(5)试述守恒量完全集的概念31.(5)全同粒子有何特点?对波函数有什么要求? 32.(5)试述守恒量的概念及其性质33.(5)自由粒子的动量和能量是否为守恒量?为什么?34.(5)电子在均匀电场),0,0(ε=E ρ中运动,哈密顿量为z e mp Hε-=2ˆˆ2。

试判断z y x p p p ˆ,ˆ,ˆ各量中哪些是守恒量,并给出理由。

35.(5)自由粒子的动量和能量是否为守恒量?为什么?36.(6)中心力场中粒子处于定态,试讨论轨道角动量是否有确定值 37.(6)写出中心力场中的粒子的所有守恒量38.(6)试给出氢原子的能级简并度并与一般中心力场中运动粒子的能级简并度进行比较39.(6)二维、三维各向同性谐振子及一维谐振子的能级结构有何异同,并给出二维、三维各向同性谐振子能级简并度。

40.(6) 氢原子体系处于状态 ),()(23),()(21),,(1,22,31,11,3ϕθϕθϕθψ-+=Y r R Y r R r ,给出2L 和z L 可能取值及取值几率,并说明该状态是否是定态?为什么?41(6)已知中心力场中运动的粒子哈密顿表示为)(2ˆ)(2ˆ22222r V r L r r r r H++∂∂∂∂-=μμη,试列举出几种该量子体系力学量完全集的选取方案。

42.(7)什么是正常Zeeman 效应?写成与其相应的哈密顿量,并指出系统的守恒量有哪些。

43.(8)试给出电子具有自旋的实验依据44.(8)写出z σ表象中x σ、y σ和z σ的本征值与本征态矢 45.(8)试述旋量波函数的概念及物理意义46.(8)以α和β分别表示自旋向上和自旋向下的归一化波函数,写出两电子体系的自旋单态和自旋三重态波函数(只写自旋部分波函数)。

47.(8)若|α>和|β>是氢原子的定态矢(电子和质子的相互作用为库仑作用,并计及电子的自旋—轨道耦合项),试给出|α>和|β>态的守恒量完全集48.(10)若在0ˆH 表象中,H H H '+=ˆˆˆ0,0ˆH 与H 'ˆ的矩阵分别为 ⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛='⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛=--25015100002.01.0101.01.0ˆ,10000010000010000010ˆ64130H H , 是否可以将H'ˆ看作微扰,从而利用微扰理论求解H ˆ的本征值与本征态?为什么? 49.(11)利用Einstein 自发辐射理论说明自发辐射存在的必然性。

50.(11)是否能用可见光产生 1阿秒(1810-s) 的激光短脉冲,利用能量—时间测不准关系说明原因。

51.(11)试给出跃迁的Fermi 黄金规则(golden rule )公式,并说明式中各个因子的含义。

52. (8)在质心坐标系中,设入射粒子的散射振幅为)(θf ,写出靶粒子的散射振幅,并分别写出全同玻色子碰撞和无极化全同费米子碰撞的微分散射截面表达式。

二、判断正误题(请说明理由)1. (2)由波函数可以确定微观粒子的轨道2. (2)波函数本身是连续的,由它推求的体系力学量也是连续的3. (2)平面波表示具有确定能量的自由粒子,故可用来描述真实粒子4. (2)因为波包随着时间的推移要在空间扩散,故真实粒子不能用波包描述5. (2)正是由于微观粒子的波粒二象性才导致了测不准关系6. (2)测不准关系式是判别经典力学是否适用的标准7. (2)设一体系的哈密顿Hˆ与时间t 无关,则体系一定处于定态 8. (2)不同定态的线性叠加还是定态9. (3)对阶梯型方位势,定态波函数连续,则其导数必然连续10.(3)Hˆ显含时间t ,则体系不可能处于定态,H ˆ不显含时间t ,则体系一定处于定态 11.(3)一维束缚态能级必定数非简并的12.(3)一维粒子处于势阱中,则至少有一条束缚态13.(3)粒子在一维无限深势阱中运动,其动量一定是守恒量 14.(3)量子力学中,静止的波是不存在的 15.(3)δ势阱不存在束缚态16.(4)自由粒子的能量本征态可取为kx sin ,它也是xi px ∂∂-=ηˆ的本征态 17.(4)若两个算符有共同本征态,则它们彼此对易18.(4)在量子力学中,一切可观测量都是厄米算符19.(4)如果B Aˆ,ˆ是厄米算符,其积B A ˆˆ不一定是厄米算符 20.(4)能量的本征态的叠加态仍然是能量的本征态21.(4)若B Aˆ,ˆ对易,则B A ˆ,ˆ在任意态中可同时确定 22.(4)若B Aˆ,ˆ不对易,则B A ˆ,ˆ在任何情况下不可同时确定 23.(4)x p ˆ和xL ˆ不可同时确定 24.(4)若B Aˆ,ˆ对易,则Aˆ的本征函数必是B ˆ的本征函数 25.(4)对应一个本征值有几个本征函数就是几重简并26.(4)若两个三个,则它们不可能同时有确定值 27.(4)测不准关系只适用于不对易的物理量28.(4)根据测不准原理,任一微观粒子的动量都不能精确测定,只能求其平均值 29.(4)力学量的平均值一定是实数30.(5)体系具有空间反演不变性,则能量本征态一定具有确定的宇称 31.(5)在非定态下力学量的平均值随时间变化32.(5)体系能级简并必然是某种对称性造成的33.(5)量子体系的守恒量无论在什么态下,平均值和几率分布都不随时间改变 34.(5)全同粒子系统的波函数必然是反对称的35.(5)全同粒子体系波函数的对称性将随时间发生改变36.(5)描述全体粒子体系的波函数,对内部粒子的随意交换有确定的对称性37.(6)粒子在中心力场中运动,若角动量z L ˆ是守恒量,那么xL ˆ就不是守恒量 38.(6)在中心力场)(r V 中运动的粒子,轨道角动量各分量都守恒 39.(6)中心力场中粒子的能量一定是简并的40.(6)中心力场中粒子能级的简并度至少为Λ,2,1,0,12=+l l 41.(8)电子的自旋沿任何方向的投影只能取2/η42.(8)两电子的自旋反平行态为三重态三、证明题:1. (2)试由Schrödinger 方程出发,证明0ˆ=⋅∇+ρ∂∂j t ,其中⎪⎩⎪⎨⎧-ψ∇ψ-=ψψ=ρ.).(2),(ˆ),(),(),(**c c m i t r j t r t r t r η 2. (3)一维粒子波函)(x ψ数满足定态Schrödinger 方程,若)(1x ψ、)(2x ψ都是方程的解,则有无关)(与常数x =ψψ-ψψ''12213. (3)设)(x ψ是定态薛定谔方程对应于能量E 的非简并解,则此解可取为实解4. (2)设)(1x ψ和)(2x ψ是定态薛定谔方程对应于能量E 的简并解,试证明二者的线性组合也是该定态方程对应于能量E 的解。

5. (3)对于δ势垒,)()(x x V γδ=,试证δ势中)('x ψ的跃变条件6. (3)设)(x ψ是定态薛定谔方程)()()(2222x E x x V dx d m ψψ=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-η的一个解,对应的能量为E ,试证明)(*x ψ也是方程的一个解,对应的能量也为E7. (3)一维谐振子势场2/22x m ω中的粒子处于任意的非定态。

试证明该粒子的位置概率分布经历一个周期ωπ/2后复原。

8. (3)对于阶梯形方势场 ⎩⎨⎧><=ax V a x V x V 21,)( ,若)(12V V -有限,则定态波函数)(x ψ及其导数)(x ψ'必定连续。

9. (3)证明一维规则势场中运动的粒子,其束缚态能级必定是非简并的 10.(4)证明定理:体系的任何状态下,其厄米算符的平均值必为实数11.(4)证明定理:厄米算符的属于不同本征值的本征函数彼此正交 12.(4)证明:在定态中几率流密度矢量与时间无关13.(4)令2222ˆxp x∂∂-=η,试证2ˆx p 为厄密算符 14.(4)试证m p T2/ˆˆ2=为厄密算符 15.(4)设)(ˆt U 是一个幺正算符且对t 可导,证明U dtU d i t H ˆˆ)(ˆη=†是厄米算符。

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