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806 量子力学真题 · 2023 年
大连理工大学 2023 年招收攻读硕士学位研究生入学考试 · 科目 806 量子力学 · 180 分钟 · 满分 150 分 原题转录(真题册照片 p7–8),只挂题干。
一、简答题
简答 1 · 物质波与衍射 · ⬜ 未测
写出微观粒子物质波的能量和动量表达式并说明物理意义。Davisson-Germer 晶体衍射实验证明了电子的波动性;问:若考虑单缝衍射,增加入射电子的动能,衍射条纹如何变化?
简答 2 · 薛定谔/海森堡绘景 · ⬜ 未测
简述量子力学中薛定谔绘景和海森堡绘景的区别,写出两种绘景下描述系统演化的动力学方程的具体形式。
简答 3 · H₂ 分子振动的光子能量 · ⬜ 未测
H₂ 中,两个原子间的振动可以由谐振子等效描述,其有效弹性系数为 。已知单个原子 。当此谐振子由其激发态跃迁到相邻的下一个激发态时,所发射的光子能量和波长?(,)
简答 4 · 双电子总自旋 · ⬜ 未测
某系统由两电子组成,则该系统总自旋 的平方的本征值有哪些?其 方向的分量 的本征值有哪些?
简答 5 · 朗道能级 · ⬜ 未测
将自由电子置于外磁场后产生的分立能级被称为什么?每个能级简并度为多少?若通过调控将磁场强度增强一倍,则能级间隔会如何变化?(定量描述)
简答 6 · 微分散射截面与 Born 近似 · ⬜ 未测
微分散射截面 物理含义?写出它与散射振幅 的关系。Born 近似的条件?
二、计算题
计算 1 · 二能级表象变换 · ⬜ 未测
已知某二能级系统的能量本征值为 ,与之对应的正交归一化波函数分别记作 和 。若算符 在表象 中的矩阵表示为
求算符 在表象 中的矩阵表示,其中
计算 2 · 磁场中速度算符 · ⬜ 未测
考虑一个质量为 、电荷为 的粒子在磁场 中运动,其
(1) 定义算符
求 的具体表达式和它的各分量之间的对易关系。
(2) 求
结果用 和 表示。
计算 3 · 泡利矩阵运算 · ⬜ 未测
已知
为 的归一化本征矢,本征值分别为 。
(1) 计算 。 (2) 定义新算符 ,计算 和 。
三、综合题
综合 1 · Hellmann-Feynman 定理 · ⬜ 未测
设系统处于归一化能量本征态 ,满足不含时薛定谔方程 。
(1) 若 为 中的一个参数,证明
(2) 若该系统是质量为 、频率为 的一维谐振子,则其能量本征值 是?假设 为与 相应的能量本征矢,利用 (1) 中已证明的公式,计算动能的平均值和势能的平均值。
综合 2 · 宇称算符 · ⬜ 未测
定义线性算符:,。其中 为任意波函数, 为坐标。
(1) 证明 既是厄米算符又是幺正算符。 (2) 求 的所有本征值。 (3) 对 原子系统而言,算符 是否是对称性算符?并叙述理由。
四、计算题
计算 1 · 角动量对易与不确定关系 · ⬜ 未测
(1) 写出角动量算符各分量 的对易关系。 (2) 将 的共同本征矢记为 ,计算 。 (3) 计算 。 (4) 验证该态下 满足海森堡不确定性关系,并且当 和 的取值满足什么关系,不确定性关系能否取等号。
五、综合题
综合 1 · 二维谐振子 + λxy 微扰 · ⬜ 未测
对二维各向同性的谐振子
加上微扰 ,其中 为实常数。
(1) 在一阶微扰近似下,求未微扰第一激发能级()的一阶修正及其分裂。 (2) 精确求解能量本征值,并与 (1) 中求得的近似结果进行比较。