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玉林师范学院应用物理学2006级本科量子力学期中考试试卷参考答案

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::线:::(

20094
玉林师范学院期中课程考试试卷
)午
2008——2009学年度第2学期)
评卷人
二、单项选择题(每题3分,总计9分。请将你认为正参考答案
确的答案的序号填入该题后的括号内)命题教师:骆斌命题教师所在系:物理与信息科学系试卷类型:
线课程名称:量子力学考试专业:应用物理学本科考试年级:2006
1、氢原子中仅考虑为库仑相互作用,则能级E4的简并度为A4B8C16D32
应得分99201448满分:100答:C
实得分评分:评卷人






2、两力学量算符A
ˆBˆ满足[Aˆ,Bˆ]i,则(Aˆ2
4
(Bˆ2大于或等于
评卷人

一、解释名词(每小题3分,总计9分。请用文字或公A2128B264C22
32D16

式进行说明)
答:B

3、设有体系处于状态(,1
Y21(,CY11(,,其中Ylm(,1、态叠加原理
2

归一化的球谐函数,(,为归一化的波函数,C为待定常数,则该体系角
12线
动量cL
ˆ2在的平均值是11c22(c1,c2是复数也是体系的一个可能状态。2、表象
A632632
4B4
C
22D32答:量子力学中态和力学量的具体表示方式称为表象答:D3、德布罗意公式(或德布罗意关系)
Eh
答:ph

nk


应用物理学2006级《量子力学》期中试卷1(共4页)

评卷人

三、填空题(每题2分,总计20分)
ˆBˆ具有共同本征函数,则[Aˆ,Bˆ]01、如两力学量算符A
22
d122ˆHxx,为实数,则其能9、线性谐振子的2
2dx2112
Enn-2
22
2、算符在其自身的表象是一个对角矩阵。
ˆ对易3、守恒量是体系的一种特殊的力学量,即不显含时间又与H
的力学量。

4、若S是么正矩阵,则SS1
10、设C(p,t为归一化的动量表象下的波函数,则|C(p,t|dp物理意义为粒子动量分布在ppdp的几率
2
评卷人

四、证明题(11分)
5、一般来说,把无限远处为零的波函数所描写的状态称为束缚态体系能量最低的态称为基态
6、氢原子的波函数为nlmRnl(rYlm(,,量子数n,l,m的取值范围分别是n1,2,3,l0,1,2,ml,(l1,,1,0,1,,(l1,l

ˆnnn1a
证明:由于
ˆnn1n1a

[a,a]1,证明:
ˆ,aˆ]n(aaˆˆaˆaˆn[a
ˆˆnaˆaˆnaa
ˆn1naˆn1n1a
n1n1n11n(n11n11(n1nnnn

*
7un(xum(xdxnm的狄拉克符号表示式nmnm
8、设nlm(r,,为氢原子的能量本征函数,则
*ˆ2Lˆ2d[l(l1m](Lnlmxynlm
22

*nlm
ˆ2dl(l12Lnlm
所以两边去掉n

ˆˆ[a,a]1

应用物理学2006级《量子力学》期中试卷2(共4页)

评卷人

五、计算题(每小题16分,合计48分)
从上式可得:
1、一维运动的电子被约束在一维上半空间(x0)运动,其势能为
e22
4
e2224
4eE0
22322
2
2
2
e
U(x
4x
e为电子的电荷。若基态波函数为
2
Nxe
的平均值。

x

由归一化:
*dx1可求得
0

其中为待定的常数,N为归一化常数。求
、基态能量和x在基态

N2
x在基态的平均值为
32

解:设基态能量为E0,则满足一维定态薛定谔方程:
62
x*xdx2
0e

22
2x2U(xE0
代入势能和波函数得



2
2e2xxN2xexeE0Nxex
4x2
化简,可得
2e222
xE0x042
应用物理学2006级《量子力学》期中试卷3(共4页)

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