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文檔簡介
量子力學(xué)的基本假定微觀體系的狀態(tài)用一個波函數(shù)完全描述。體系的狀態(tài)波函數(shù)滿足薛定諤方程。力學(xué)量與力學(xué)量算符關(guān)系的假設(shè):力學(xué)量用厄密算符表示,它們的本征函數(shù)組成完全系,當(dāng)體系處于波函數(shù)時,可用某力學(xué)量算符的本征函數(shù)展開(),測量力學(xué)量所得數(shù)值,必是算符的本征值之一。全同性原理。另外,在非相對論量子力學(xué)中,自旋也是作為一假定引進的。量子力學(xué)的基本假定微觀體系的狀態(tài)用一個波函數(shù)完全描述。一、波函數(shù)基本概念:1、為什么要用波函數(shù)描述微觀粒子的運動狀態(tài)?2、如何完全描述體系的運動狀態(tài)?3、幾率波和經(jīng)典波,經(jīng)典粒子和量子力學(xué)中的微觀粒子的異同?4、波函數(shù)的統(tǒng)計解釋?5、波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件:有限、單值、連續(xù)
波函數(shù)的兩個特性:常數(shù)因子不定性、位相因子不定性;一、波函數(shù)基本概念:1、為什么要用波函數(shù)描述微觀粒子的運動狀6、幾率流密度矢量
(概率守恒的微分表示式)(概率守恒的積分表示式)——各項的物理意義
6、幾率流密度矢量(概率守恒的微分表示式)(概率守恒的積7、薛定諤方程
兩種類型:
(1)含時:
(2)定態(tài):
8、判斷定態(tài)與非定態(tài)、判斷束縛態(tài)與非束縛態(tài)定態(tài):(1)
(2)E具有確定值
7、薛定諤方程兩種類型:(1)含時:(2)定態(tài):82、波函數(shù)判斷束縛態(tài)與自由態(tài)1、由粒子受到的勢場決定在處,V與E哪個大:V>E束縛態(tài);V<E自由態(tài)在處,0束縛態(tài);在處,不趨于0自由態(tài);9、不確定度關(guān)系的物理意義。(1)不確定度關(guān)系是波粒二象性的必然反映(2)不確定度關(guān)系是用經(jīng)典力學(xué)方法描述微觀粒子的限制(3)不是所有的力學(xué)量可以同時有確定值。2、波函數(shù)判斷束縛態(tài)與自由態(tài)1、由粒子受到的勢場決定在二、量子效應(yīng)1、零點能:2、能量量子化:3、隧穿效應(yīng)
三、力學(xué)量1、量子力學(xué)中力學(xué)量的特點:多值性、制約性2、量子力學(xué)中力學(xué)量如何用算符表示3、力學(xué)量算符滿足的條件:線性厄密算符二、量子效應(yīng)1、零點能:2、能量量子化:3、隧穿效應(yīng)4、線性厄密算符的特點:(1)本征值必為實數(shù)(證明);(2)本征函數(shù)組成正交歸一完全系(證明);(3)有共同本征函數(shù)系,則;(證明)(4)有關(guān)厄密算符的證明(5)氫原子簡并度為n2,考慮自旋后簡并度為2n2,考慮自旋-軌道耦合后,簡并度?5、力學(xué)量F與算符的關(guān)系:6、力學(xué)量算符之間的對易關(guān)系(1)必然存在一組構(gòu)成完成系的本征函數(shù)。4、線性厄密算符的特點:(1)本征值必為實數(shù)(證明);(2(2)6、力學(xué)量算符之間的對易關(guān)系(1)必然存在一組構(gòu)成完成系的本征函數(shù)。兩力學(xué)量同時有確定值的條件:(1)對易;(2)體系恰好處在其共同本征態(tài)上。(2)6、力學(xué)量算符之間的對易關(guān)系(1)7、一維二維三維7、一維二維三維1、氫原子體系中當(dāng)E<0時
能量本征值:
相應(yīng)本征函數(shù):
玻爾半徑:四、氫原子1、氫原子體系中當(dāng)E<0時能量本征值:相應(yīng)本征函數(shù):2、氫原子核外電子的幾率分布
nl(r)稱為徑向位置幾率分布或徑向分布函數(shù)。使
nl(r)取最大值的半徑稱為最可幾半徑?!欠植紟茁式欠植寂c無關(guān),即幾率分布對z軸是旋轉(zhuǎn)對稱的。(1)、舊量子論與量子力學(xué)中關(guān)于描述氫原子核外電子分布問題的區(qū)別和聯(lián)系。(2)、氫原子的玻爾半徑a
,從量子力學(xué)幾率分布的觀點解釋a的物理意義,并與玻爾的舊量子論的解釋相比較。2、氫原子核外電子的幾率分布nl(r)稱為徑向位置幾率(3)、常用公式的Dirac符號表示波函數(shù)歸一化條件:平均值公式:本征方程:薛定諤方程:(3)、常用公式的Dirac符號表示波函數(shù)歸一化條件:平均六、微擾定態(tài)微擾:(1)、在未加入微擾時,能級非簡并,加入微擾后能級發(fā)生移動,上升或下降;
(2)、在未加入微擾時,能級簡并,加入微擾后能級發(fā)生分裂(部分或全部分裂)。能級簡并部分或全部消除六、微擾定態(tài)微擾:(1)、在未加入微擾時,能級非簡并,加入七、自旋與全同粒子1、自旋的兩個基本假定(1)(2)2、考慮自旋后,描述電子運動狀態(tài)的波函數(shù)由下表示在表象中七、自旋與全同粒子1、自旋的兩個基本假定(1)(2)2、全同粒子所組成的體系中,二全同粒子互相代換不引起體系物理狀態(tài)的改變。3、全同粒子的特點:(1)固有性質(zhì)完全相同;(2)不可區(qū)分性。4、全同性原理:5、全同粒子體系的波函數(shù)只能是對稱的或反對稱。對稱:玻色子,遵循玻色統(tǒng)計規(guī)律反對稱:費米子,遵循費米統(tǒng)計規(guī)律全同粒子所組成的體系中,二全同粒6、如何用單粒子表示全同粒子體系波函數(shù)玻色子:費米子:在無自旋-軌道相互作用情況,或該作用很弱,從而可略時,體系總波函數(shù)可寫成空間波函數(shù)與自旋波函數(shù)乘積形式:
6、如何用單粒子表示全同粒子體系波函數(shù)玻色子:費米子:對兩個電子體系,對兩個電子體系,基本類型:1、簡述/簡答/填空2、解薛定諤方程,寫出通解,利用標(biāo)準(zhǔn)條件。3、已知波函數(shù),求歸一化常數(shù)、幾率密度,max,4、分析三大體系的本征值、本征函數(shù)、簡并度。5、的對易關(guān)系運算6、已知,求F的可能取值、平均值、幾率;7、微擾論基礎(chǔ)基本類型:1、簡述/簡答/填空2、解薛定諤方程,寫出通解,利8、給定一波函數(shù),判斷是否是的本征函數(shù)。9、微擾理論要分清是簡并還是非簡并,靈活運用公式。11、正確寫出全同粒子體系的波函數(shù)。8、給定一波函數(shù),判斷是否是的本征函數(shù)。9、微擾理量子力學(xué)的基本假定微觀體系的狀態(tài)用一個波函數(shù)完全描述。體系的狀態(tài)波函數(shù)滿足薛定諤方程。力學(xué)量與力學(xué)量算符關(guān)系的假設(shè):力學(xué)量用厄密算符表示,它們的本征函數(shù)組成完全系,當(dāng)體系處于波函數(shù)時,可用某力學(xué)量算符的本征函數(shù)展開(),測量力學(xué)量所得數(shù)值,必是算符的本征值之一。全同性原理。另外,在非相對論量子力學(xué)中,自旋也是作為一假定引進的。量子力學(xué)的基本假定微觀體系的狀態(tài)用一個波函數(shù)完全描述。一、波函數(shù)基本概念:1、為什么要用波函數(shù)描述微觀粒子的運動狀態(tài)?2、如何完全描述體系的運動狀態(tài)?3、幾率波和經(jīng)典波,經(jīng)典粒子和量子力學(xué)中的微觀粒子的異同?4、波函數(shù)的統(tǒng)計解釋?5、波函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)條件:有限、單值、連續(xù)
波函數(shù)的兩個特性:常數(shù)因子不定性、位相因子不定性;一、波函數(shù)基本概念:1、為什么要用波函數(shù)描述微觀粒子的運動狀6、幾率流密度矢量
(概率守恒的微分表示式)(概率守恒的積分表示式)——各項的物理意義
6、幾率流密度矢量(概率守恒的微分表示式)(概率守恒的積7、薛定諤方程
兩種類型:
(1)含時:
(2)定態(tài):
8、判斷定態(tài)與非定態(tài)、判斷束縛態(tài)與非束縛態(tài)定態(tài):(1)
(2)E具有確定值
7、薛定諤方程兩種類型:(1)含時:(2)定態(tài):82、波函數(shù)判斷束縛態(tài)與自由態(tài)1、由粒子受到的勢場決定在處,V與E哪個大:V>E束縛態(tài);V<E自由態(tài)在處,0束縛態(tài);在處,不趨于0自由態(tài);9、不確定度關(guān)系的物理意義。(1)不確定度關(guān)系是波粒二象性的必然反映(2)不確定度關(guān)系是用經(jīng)典力學(xué)方法描述微觀粒子的限制(3)不是所有的力學(xué)量可以同時有確定值。2、波函數(shù)判斷束縛態(tài)與自由態(tài)1、由粒子受到的勢場決定在二、量子效應(yīng)1、零點能:2、能量量子化:3、隧穿效應(yīng)
三、力學(xué)量1、量子力學(xué)中力學(xué)量的特點:多值性、制約性2、量子力學(xué)中力學(xué)量如何用算符表示3、力學(xué)量算符滿足的條件:線性厄密算符二、量子效應(yīng)1、零點能:2、能量量子化:3、隧穿效應(yīng)4、線性厄密算符的特點:(1)本征值必為實數(shù)(證明);(2)本征函數(shù)組成正交歸一完全系(證明);(3)有共同本征函數(shù)系,則;(證明)(4)有關(guān)厄密算符的證明(5)氫原子簡并度為n2,考慮自旋后簡并度為2n2,考慮自旋-軌道耦合后,簡并度?5、力學(xué)量F與算符的關(guān)系:6、力學(xué)量算符之間的對易關(guān)系(1)必然存在一組構(gòu)成完成系的本征函數(shù)。4、線性厄密算符的特點:(1)本征值必為實數(shù)(證明);(2(2)6、力學(xué)量算符之間的對易關(guān)系(1)必然存在一組構(gòu)成完成系的本征函數(shù)。兩力學(xué)量同時有確定值的條件:(1)對易;(2)體系恰好處在其共同本征態(tài)上。(2)6、力學(xué)量算符之間的對易關(guān)系(1)7、一維二維三維7、一維二維三維1、氫原子體系中當(dāng)E<0時
能量本征值:
相應(yīng)本征函數(shù):
玻爾半徑:四、氫原子1、氫原子體系中當(dāng)E<0時能量本征值:相應(yīng)本征函數(shù):2、氫原子核外電子的幾率分布
nl(r)稱為徑向位置幾率分布或徑向分布函數(shù)。使
nl(r)取最大值的半徑稱為最可幾半徑?!欠植紟茁式欠植寂c無關(guān),即幾率分布對z軸是旋轉(zhuǎn)對稱的。(1)、舊量子論與量子力學(xué)中關(guān)于描述氫原子核外電子分布問題的區(qū)別和聯(lián)系。(2)、氫原子的玻爾半徑a
,從量子力學(xué)幾率分布的觀點解釋a的物理意義,并與玻爾的舊量子論的解釋相比較。2、氫原子核外電子的幾率分布nl(r)稱為徑向位置幾率(3)、常用公式的Dirac符號表示波函數(shù)歸一化條件:平均值公式:本征方程:薛定諤方程:(3)、常用公式的Dirac符號表示波函數(shù)歸一化條件:平均六、微擾定態(tài)微擾:(1)、在未加入微擾時,能級非簡并,加入微擾后能級發(fā)生移動,上升或下降;
(2)、在未加入微擾時,能級簡并,加入微擾后能級發(fā)生分裂(部分或全部分裂)。能級簡并部分或全部消除六、微擾定態(tài)微擾:(1)、在未加入微擾時,能級非簡并,加入七、自旋與全同粒子1、自旋的兩個基本假定(1)(2)2、考慮自旋后,描述電子運動狀態(tài)的波函數(shù)由下表示在表象中七、自旋與全同粒子1、自旋的兩個基本假定(1)(2)2、全同粒子所組成的體系中,二全同粒子互相代換不引起體系物理狀態(tài)的改變。3、全同粒子的特點:(1)固有性質(zhì)完全相同;(2)不可區(qū)分性。4、全同性原理:5、全同粒子體系的波函數(shù)只能是對稱的或反對稱。對稱:玻色子,遵循玻色統(tǒng)計規(guī)律反對稱:費米子,遵循費米統(tǒng)計規(guī)律全同粒子所組成的體系中,二全同粒6、如何用單粒子表示全同粒子體系波函數(shù)玻色子:費米子:在無自旋-軌道相互作用情況,或該作用很弱,從而可略時,體系總波函數(shù)可寫成空間波函數(shù)與自旋波函數(shù)乘積形式:
6、如何用單粒子表示全同粒子體系波函數(shù)玻色子:費米子:對兩個電子體系,對兩個電子體系,基本類型:1、簡述/簡答/填空2、解薛定諤方程,寫出
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