代入薛定鄂方程： i
(s x + s y + s y ) ？？
sin qe- iwt ÷ ÷ ÷ - cos q ÷
，设 f (t )＝ç ç
¶f = Hf ¶t
骣 a(t )÷ ÷，则有 ç ÷ b(t )÷ 桫
i d a(t ) = cos qa(t ) + sin qe- iwt b(t )......(1) - m0 B dt i d b(t ) = - cos qb(t ) + sin qeiwt a(t ).....(2) - m0 B dt
c1' = iw1e- iwt c2
化简得： 其中：
c2' = iw1eiwt c1
cos q, w1 = m0 B sin q, w2 = w + 2w0
w0 =
m0 B
a(t ) = c1eiwt b(t ) = c2e- iwt
解得： c2 '' = iw2c2 '- w12c2 （＊） 由初始条件：
( S1z - S 2 z )c 1 = 0 ( S1z - S 2 z )c 2 = 0 c 4 ( S1z - S 2 z )c 3 = c 3 ( S1z - S2 z )c 4 = 2 2
骣1 2 ç A ç ç 4 ç ç ç ç ç ç 0 ç 所以得到： H ' = ç ç eB ç ç ç ç mc 2 ç ç ç ç ç 0 ç 桫
eB ( S1z - S2 z ) mc 解： eB ＝H 0 + A( sx 2 + s y 2 + sz 2 ) + ( S1z - S2 z ) mc H = H 0 + AS1 S2 +
由两自旋为
1 的粒子系统具有对称三重态和反对称单态，写出其波函数为： 2
c 1 = c 1+ c 2+ c 2 = c 1- c 2c3 = 1 (c 1+ c 2- + c 1- c 2+ ) 2 1 c4 = (c 1+ c 2- - c 1- c 2+ ) (波函数正交归一) 2
0 2 2 ) = b(t ) 1
6.18 电子和正电子靠库仑吸引力束缚在一起构成一个类氢的系统． 在外磁场中它的哈密顿量 （l=0） 近似为 H = H 0 + AS1 S2 +
eB ( S1z - S2 z ) ,A,e,m,c,是正实数， B = Bz , S1 , S2 分别 mc
是电子和正电子的自旋算符， H 0 包含电子动能，正电子动能及正负电子间的库仑能．对自 旋相互作用 H - H 0 用一级微扰计算 H 0 的四度简并基态的能量分裂．
\ H=
1 １ 1 2 1 2 2 2 2 2 2 ( px + py )＋ m(w0 + wL )( x 2 + y 2 ) + pz + mw0 z - wLlz 2m ２ 2m 2
= H 1 + H 2 - wLlz
其中H 1 =
1 １ 2 2 2 2 ( px + py )＋ m(w0 + wL )( x 2 + y 2 ) 2m ２ 1 2 1 2 2 H2 = pz + mw0 z 2m 2 eB wL = (拉磨频率) 2mc
BX = B sin q cos wt , By = B sin q sin wt , Bz = B cos q
设 t=0 时自旋在磁场方向上的分量等于 等于－ 解：
1 ， 求在 t 时刻粒子跃迁到自旋在磁场方向上的分量 2
1 的态中的概率？ 2
批注 [JL1]:
设该粒子磁矩为m = m0 (s x + s y + s y ), \ H = - m B = - m0 B(s x sin q cos wt , s y sin q sin wt , s y cos q) 骣 cos q sin q cos wt - i sin q sin wt ÷ = - m0 B ç ? ç ÷ ç ÷ sin q cos wt + i sin q sin wt - cos q 桫 骣cos q ＝- m0 B ç ç ç ç sin qeiwt 桫
1 2 c1 4 1 A( sx 2 + s y 2 + sz 2 )c 2 = A 2 c 1 4 易得： 1 A( sx 2 + s y 2 + sz 2 )c 3 = A 2 c 1 4 2 2 2 A( sx + s y + sz )c 4 = 0 A( sx 2 + s y 2 + sz 2 )c 1 = A
解久期方程得：
0 A 1 4 0 0
2
eB mc 2 0 A 1 2 4 NhomakorabeaB mc 2
0 ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ 0 ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ eB ÷ ÷ ÷ ÷ mc 2 ÷ ÷ ÷ ÷ ÷ 0 ÷ ÷ ÷
E (1) = A
1 4
2
(二重)，－A
1 4
2
?
A
1 2 e2 2 B 2 ＋ 2 2 4 mc
编辑者：霍团长
1 2 2 me w0 r 中运动，求粒子的能谱. 2 1 e 1 2 2 解：该带电粒子的哈密顿量 H = ( p - A)2 + me w0 r ， 2m c 2 1 1 且 A = ( B ? r ) ，不妨设磁场沿＋y 轴方向，则有 A = （-By,Bx,0） 2 2
6.16 带电粒子在均匀磁场和三维谐振子势场 U (r ) =
易知 H 1 ， H 2 ， l z 相互对易，所以有共同的本征函数，所以可得到能谱为：
E = ( N1 + 1) w + ( N 2 +
1 2 2 ) w0 - wL m （w２=w0 + wL ; N1,N 2 ? 0） 2
6.17 自旋为
１ 的粒子， 在均匀磁场中运动， 磁场的绝对值不变， 但各个分量随时间变化如下： ２
a(t = 0) = 1 b(t = 0) = 0 即c2 (t = 0) = 0
所以设解 c2 = sin l t ，代入＊式可得： tan l t =
iw2l （超越方程） w1 2 - l 2
批注 [JL2]: 数值解？
r = ( f (t ) 若可求得 l ，则可得到 b(t ) ，则所求概率为