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
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.
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1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
考虑一个玻色子体系,其单粒子态记为α、β、…,各态中粒子数记为nα,nβ,…(nα,nβ=0,1,2,…),粒子数表象中归一化的本征态记为|nα…〉.以和aα表示α态的产生和湮没算符(即粒子数nα的升、降算符),aα和满足对易式
(1)
(a)证明
(b)令,证明疗.
(c)证明
(4)
第6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10题
设算符、不对易,,但是与和对易,即=0,,试计算
,,,
其中n为正整数,λ为参变数,f为任何可以展开成正幂级数的函数.
第11题
对于三维各向同性谐振子,径向方程,势函数
已取。上式可改写成
D(l)χl(r)=λlχl(r) (9.10)
其中,λl=-2E.令
,
,
试证明
A-(l+1)A+(l)=D(l)+(2l+3),
A+(l-1)A-(l)=D(l)+(2l-1),
B-(l+1)B+(l)=D(l)-(2l+3),
B+(l-1)B-(l)=D(l)-(2l-1),
以及
D(l)[A+(l-1)χl-1]=(Al-1+2)[A+(l-1)χl-1],
D(l)[A-(l+1)χl+1]=(Al+1-2)[A-(l+1)χl+1],
D(l)[B+(l-1)χl-1]=(Al-1-2)[B+(l-1)χl-1],
D(l)[B-(l+1)χl+1]=(λl+1+2)[B-(l+1)χl+1].
由此阐明算符A+(A-)的作用是使角动量量子数l增(减)1,能量减(增)1,而B+(B-)的作用是使角动量量子数l增(减)1,但能量增(减)1.