哈尔滨工业大学 2008 年 考研 量子力学

                     

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1. 二、(20 分)

   \( t = 0 \),时,其归一化的波函数为:

   \[ \psi(x,0) = \sqrt{\frac{8}{5a}} (1 + \cos\frac{\pi x}{a}) \sin\frac{\pi x}{a}~ \] 求:(1)$t>0$ 时,粒子的状态波甬数 $\psi(x,t)$:

(2)$t=0$ 及 $t=t_0$,时系统的平均能量:

(3)$t=0$ 及 $t=t_0$ 时,在 $0\leq x\leq \frac{a}{0}$ 的区域内发现粒子的概率

2. 三、(20 分)

   已知 $l=1$ 时,$L_z$ 的本征函数在坐标表象中用球函数客示为

   \[Y_{1,-1} = \sqrt{\frac{3}{8\pi}} \sin \theta e^{-i\phi}~ \] \[ Y_{1,0} = \sqrt{\frac{3}{4\pi}} \cos \theta~ \] \[ Y_{1,1} = -\sqrt{\frac{3}{8\pi}} \sin \theta e^{i\phi}~ \] 写出 $l=1$ 时,$\hat{L_x}$, 和 $\hat{L}_y $

3. 四、(20 分)

   某力学量的算符 $\hat{A}$ 有两个归一化的本征函数 $\varphi_1$ 和 $\varphi_2$,相应的本征值分别为 $\alpha_1$ 和 $\alpha_2$;另一个力学量的算符 $\hat{B}$ 也有两个归一化的本征函数 $\chi_1$ 和 $\chi_2$,相应的本征值分别为 $\beta_1$ 和 $\beta_2$。已知: $$\varphi_1 = \frac{1}{\sqrt{5}} (4 \chi_1 + 3 \chi_2), \quad \varphi_2 = \frac{1}{\sqrt{5}} (3 \chi_1 - 4 \chi_2)~$$

   在某状态下,测量力学量 $A$ 后得到的结果为 $\alpha_1$;若在此之后再测量力学量 $\hat{}$,接着再一次测量力学量 $\hat{A}$,则第二次测量 $\hat{A}$ 得到结果为 $\alpha_1$ 的概率为多少?

4. 五、(20 分)

   某体系的哈密顿算符为 $\hat{H} = \begin{pmatrix} 1 & 0 & 0 \\\\ 0 & 3 & 0 \\\\ 0 & 0 & 2 \end{pmatrix}$,对应的能量分别为 $1, 3, 2$。

   (1) 若 $a \ll 1$,用微扰论论求 $\hat{H}$ 本征值的近似结果(二级微扰理论)。

   (2) 求 $\hat{H}$ 的精确本征值。

   (3) 在什么条件下,(1) 与 (2) 的结果一致。

5. 六、(20 分)

   有一电子处于确定的自旋态 $|\psi \rangle$,已知在此自旋态中 $S_z$ 取 $\frac{\hbar}{2}$ 的概率是 $\frac{1}{3}$,$x_y$ 取 $\frac{\hbar}{2}$ 的概率是 $\frac{1}{6}$,而且 $x_x$ 的平均值小于零,求 $\hat{S}_x$ 取 $\frac{\hbar}{2}$ 的概率是多少?


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