电荷为q的谐振子,能量算符为 (1) 能量本征函数记为ψn(x),能级记为.如外加均匀电场,使振子额外受力f=q,
电荷为q的谐振子,能量算符为
(1)
能量本征函数记为ψn(x),能级记为.如外加均匀电场,使振子额外受力f=q,从而总能量算符变成
(2)
新的能级记为En,本征函数记为φn(x).求En和φn,并将φn用ψn表示出来.
电荷为q的谐振子,能量算符为
(1)
能量本征函数记为ψn(x),能级记为.如外加均匀电场,使振子额外受力f=q,从而总能量算符变成
(2)
新的能级记为En,本征函数记为φn(x).求En和φn,并将φn用ψn表示出来.
第1题
电荷为q的谐振子,t<0和t>τ时处于自由振动状态,总能量算符为
(1)
能量本征态记为ψn,能级.当0≤t≤τ,外加均匀电场,总能量算符变成
(2)
H的本征态记为φn,本征值为En.
设t≤0时该谐振子处于基态ψ0,求t>τ时的波函数ψ(x,t),以及ψ(x,t)中各能量本征态ψn的成分.
第2题
三维各向同性谐振子,总能量算符为
(1)
对于(H,l2,lz)的共同本征态
(2)
计算〈r-2〉,进而计算离心势能和径向动能平均值.
第3题
三维各向同性谐振子,能量算符为
(1)
(x1,x2,x3即x,y,z),设此振子又受到动方向均匀力场作用,总能量算符变成
H=H0+H', H'=λx3(2)
视H'为微扰,试利用公式计算微扰作用后的基态平均值〈xi〉,i=1、2、3,并和精确值比较.
第4题
众所周知,质量m,电荷q的粒子处于状态ψ(r)时,空间各处的电荷密度及电流密度为
ρ(r)=qψ*(r)ψ(r) (1)
(2)
今引入电荷密度算符及电流密度算符
(3)
(4)
其中为动量算符,
(5)
试解释算符和的意义,并证明它们的平均值就是式(1)和(2).再将结果推广到有磁场的情形.
第5题
质量μ,电荷q的粒子在磁场B=▽×A中运动,定义机械角动量算符
L=μr×v (1)
其中v为速度算符.计算dv/dt和dL/dt.
第6题
一维谐振子的Hamilton算符为
(1)
x与p满足基本对易式
[x,p]=xp-px=ih (2)
引入无量纲算符
,(3)
(4)
第7题
一个核子(质量μ)在下列势阱中运动,分别写出能级,标记定态的好量子数,能级简并度.
(a)球形谐振子势,即,能量算符为
(b)球形谐振子势+(-Dl2),即
H=H0-Dl2,D>0为常数
(c)Mayer-Jensen球形壳模型势,即
H=H0-Dl2-Cs·l, C>0,D>0为常数.
第8题
从谐振子升、降算符的基本对易关系
[a,a+]=1 (1)
出发,证明
(2)
(λ为参数)对于λ>0,计算
进而讨论算符a+a的本征值谱.
第10题
有一种简化的“一维氦原子”模型,原子核一电子以及电子-电子间的作用势均用δ势阱(垒)表示,总能量算符取为
(1)
其中x1、x2表示电子1和2的坐标,Ze是原子核电荷.如采用自然单位,即距离以a0/Z为单位(a0是Bohr半径),能量以Z2e2/a0为单位,则H可以简化成
(2)
如视电子-电子作用势(上式中最后一项)为微扰,试求体系的能级(一级近似),并和三维氦原子的微扰论结果比较.
第11题
设有两个独立的谐振子(即两类声子)组成一个体系,以n1、n2分别表示二者的量子数(声子数),以、a1、、a2表示量子数升、降算符(即两类声子的产生、湮没算符),和表示粒子数算符.粒子数表象中的归一化本征态记为|n1n2〉.令
,
(σ为Pauli矩阵)
即令
(1)
再令
(2)
试证明这样定义的算符满足角动量算符的全部代数性质,并求出J2、Jz的本征值和共同本征态.