3、量子力学课后答案第三章3.17_第1页
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1、3.17 在t=0时,处在谐振子势中的一颗粒子的波函数是其中和A是实常数,且厄米多项式归一化条件是(i)写出;(ii)求出态中测量粒子的能量的可能值和相对概率;(iii)求t=0 时的,并问是否随时间t变化?解:(1)系统的薛定谔方程为由于H不显含时间t ,则有而用能量本征函数展开其中因此对于谐振子所以有(2)可能测到的能量为,相对概率为(3)由于都是x的偶函数,而且又仅为的组合,因此有故t=0 时并且不随时间变化。3.18考虑一质量为m的粒子在一维势场中运动,其中n是正整数,定性讨论能量的本征值的分布和相应的本征函数的宇称,用不确定性原理估计基态能量的数量级,并讨论n=1和两种特殊情况。解:

2、由束缚态和一维薛定谔方程的普遍性质可知,U(x)中有无限多个束缚态,且各束缚态无简并,能量本征值是分立的,第m 个激发在EU(x)区域应有m个节点,则有,随着m的增大,也增大 由维里定理 得所以即一般来说随着n增加,能级间隔也增加。因为,故所有的本征态都有确定宇称,基态和第二,四激发态宇称为偶,其余本征态宇称为奇。下面用不确定原理估计基态能量 , 求极值。即有所以N1时,为邪振子势上式给出,与结果一致时,为无限深方势阱,上式给出精确结果为3.19考虑一维对称势阱中粒子,熟知,在这种情形下至少有一个能级。现在在给定势阱深度的情况下,减少势阱宽度a使满足不等式:初看起来束缚在势阱中的粒子的空间位置将越来越精确()然而在任何情况下,动量的不确定度应限制在数量级内,于是有不等式,这个结果显然和不确定性原理矛盾,试指出上述论证中的错误,并求出粒子坐标和动量不确定度的乘积。解:势场由于在处,势场有限,它并不是无限大的,所以粒子完全有可能在的位子出现,也就是说粒子并不是一定在范围内运动,所以a减小时说粒子的空间位置越来越精确的说法

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