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
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.
第4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5题
对于三维各向同性谐振子,(H,l2,lz)的共同本征态为,求各〈rλ〉的递推关系,并用以计算〈r2〉及〈r4〉.
第6题
对于电子或其他自旋1/2粒子,(l2,j2,jz)的共同本征函数记为,相应于本征值(取h=1)
l2=l(l+1),l=0,1,2,…
j2=j(j+1),,
jz=mj,mj=j,j-1,…,(-j)
在属于同一个l值的态矢量子空间中,定义算符
(1)
求这两个算符的主要代数关系以及它们对的作用规则.
第7题
简谐振子的Hamilton量
如下定义升、降算符
其中.则Hamilton量写为.粒子初态处于相干态|z〉(a|z〉=z|z〉).试在Heisenberg图像求解,求a、随时间的变化关系,并进而给出x、p以及其平均值随时间的变化关系.
第8题
对于自旋为1/2的粒子,只考虑自旋自由度(并取h=1).绕y轴旋转π/2角的转动算符为
(1)
试对于σz=±1的本征态计算,并解释其含义.
第9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10题
两个质量相同(m1=m2=m)的粒子,同在一维谐振子势场中运动.如忽略二粒子间相互作用,则体系的总能量算符为
H=H1+H2=T1+T2+V1+V2
(1)