- 1、本文档共14页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
量子力学思考题
1、以下说法是否正确:
(1)量子力学适用于微观体系,而经典力学适用于宏观体系;
(2)量子力学适用于不能忽略的体系,而经典力学适用于可以忽略的体系。
解答:(1)量子力学是比经典力学更为普遍的理论体系,它可以包容整个经典力学体系。
(2)对于宏观体系或可以忽略的体系,并非量子力学不能适用,而是量子力学实际上已经过渡到经典力学,二者相吻合了。
2、微观粒子的状态用波函数完全描述,这里“完全”的含义是什么?
解答:按着波函数的统计解释,波函数统计性的描述了体系的量子态。如已知单粒子(不考虑自旋)波函数,则不仅可以确定粒子的位置概率分布,而且如粒子的动量、能量等其他力学量的概率分布也均可通过而完全确定。由于量子理论和经典理论不同,它一般只能预言测量的统计结果,而只要已知体系的波函数,便可由它获得该体系的一切可能物理信息。从这个意义上说,有关体系的全部信息显然已包含在波函数中,所以说微观粒子的状态用波函数完全描述,并把波函数称为态函数。
3、以微观粒子的双缝干涉实验为例,说明态的叠加原理。
解答:设和是分别打开左边和右边狭缝时的波函数,当两个缝同时打开时,实验说明到达屏上粒子的波函数由和的线性叠加来表示,可见态的叠加不是概率相加,而是波函数的叠加,屏上粒子位置的概率分布由确定,中出现有和的干涉项,和的模对相对相位对概率分布具有重要作用。
4、量子态的叠加原理常被表述为:“如果和是体系的可能态,则它们的线性叠加也是体系的一个可能态”。
(1)是否可能出现;
(2)对其中的与是任意与无关的复数,但可能是时间的函数。这种理解正确吗?
解答:(1)可能,这时与按薛定谔方程的要求随时间变化。
(2)如按这种理解
已知和是体系的可能态,它们应满足波方程式
如果和的线性叠加也是体系的可能态,就必须满足波方程式 ,然而,
可见,只有当时,才有。
因此,中,与应是任意复常数,而不是时间的复函数。如上式中态不含时间,则有。
5、(1)波函数与、是否描述同一态?
(2)下列波函数在什么情况下才是描述同一态?
这里是复常数,是实常数。
解答:(1)与、描述的相对概率分布完全相同,如对空间和两点的相对概率
,故与、均描述同一态。
(2)由于任意复数,以及
显然,只有当复数,即,且时,
均描述同一态。
6、量子力学规律的统计性与经典统计力学的统计规律有何不同?量子力学统计规律的客观基础是什么?
解答:经典统计力学的基础是牛顿力学,例如一定量气体中每个气体分子在每个瞬时都有确定的位置和动量,每个分子都按牛顿运动定律而运动,而大量分子组成的体系存在着统计规律。例如,对个别分子不存在温度这个概念,处于平衡态的理想气体的温度是分子平均平动动能的量度。
与经典力学不同,量子力学不是像经典统计力学那样建立起来的宏观理论,波函数的统计解释是量子力学的理论结构中的基本假设。
在传统的解释中,量子力学规律的统计性被认为是由波粒二象性所决定的微观粒子的本质特性,是观测仪器对微观粒子的不可控制的作用的结果。如类似经典粒子那样,进一步问:统计性的微观实质是什么?依据是什么?则被认为是超出了基本假设限度,因而是没有意义的,也是没有必要的。
7、量子力学为什么要用算符表示力学量?表示力学量的算符为什么必须是线性厄密的?
解答:用算符表示力学量,是量子体系所固有的波粒二象性所要求的,这正是量子力学处理方法上的基本特点之一。我们知道,表示量子态的波函数是一种概率波,因此,即是在一确定的量子态中,也并非各力学量都有完全确定值,而是一般的表现为不同数值的统计分布,这就注定了经典力学量的表示方法(可由运动状态完全决定)不再使用,因此需要寻求新的表示方法。
下面从力学量的平均值的表示式出发,说明引入算符的必要性。
如果体系处于中,则它的位置平均值为
类似地,它的动量的平均值也可表示为
若要求出上述积分,必须将p表示为x的函数,然而这是做不到的,因为按不确定关系P(x)的表示是无意义的,因此不能直接在坐标表象中用上式求动量平均值。我们可先在动量表象中求出动量平均值,然后再转换到坐标表象中去。
利用有
作代换,并对积分得(推广到三维)
可见,要在坐标表象中计算动量平均值,那么动量矢量恰与算符相当。实际上,任何一个力学量
您可能关注的文档
- 鄂尔多斯盆地三叠系延长组层序地层学研究.doc
- 遥感概论第十章重点.doc
- 鄂教版小学二年级《品德与生活》上册教学计划.doc
- 鄂州职业大学校园广播光纤传输方案.doc
- 郑州市重点建设工程资料(土建及安装及备案)2.doc
- 鄂尔多斯盆地上古生界深盆气特点与成藏机理探讨.doc
- 配电房施工方案及技术措施.doc
- 配电线路工(初级工)题.doc
- 配网线路接地故障分析与分界开关控制器判据要求.doc
- 配送中心运营管理练习题.doc
- 2024-2025学年高中生物沪科版(2020)必修2 遗传与进化教学设计合集.docx
- 2024-2025学年高中物理粤教版选修1-2教学设计合集.docx
- 2024-2025学年高中信息技术华东师大版(2020)必修1 数据与计算教学设计合集.docx
- 2024-2025学年高中信息技术浙教版(2019)选修5 三维设计与创意教学设计合集.docx
- 2024-2025学年初中信息技术(信息科技)八年级上册粤教版(2016)教学设计合集.docx
- 2024-2025学年初中地理仁爱科普版七年级上册教学设计合集.docx
- 2024-2025学年高中生物人教版选修3教学设计合集.docx
- 2024-2025学年高中地理人教版(2019)选择性必修3教学设计合集.docx
- 2024-2025学年高中地理中图版(2019)必修第二册教学设计合集.docx
- 2024-2025学年小学数学北师大版二年级上册教学设计合集.docx
文档评论(0)