(一)一个单轴量子转体的哈密顿量形式为I =H Z 220L ,其中I 为转动惯量Z L 是沿转轴方向的角动量算符。
(1)求解该转体所有的能量本征值和能量本征态。
(2)假设给该转体施加一个微扰,其形式为ϕcos A =H ',A 为实常数,ϕ是转子的角度,写出在0H 的能量本征态表象下的微扰哈密顿量的矩阵形式。
(3)假设我们只保留能量最低的三个态构成一组基函数,写出H '+H =H 0所有的能量本征值和能量本征态
(4)用合适的微扰理论求H '+H =H 0 的本征态和本征值,并讨论所得结果与上一问的结果的联系。
(二)
(1)证明实波函数的几率流密度为零
(2)证明不同能量本征值的能量本征态相互正交
(3)证明h a ip h a ip x
x ae e --=⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎣⎡,x
(三)
(1)写出电子自旋算符的对易与反对易关系以及在Z 自旋方向分量的本征态的矩阵形式。
(2)计算h s i e R ϕϕ ⋅=算符在Z 自旋方向分量的本征态的矩阵形式,ϕ为一个经典矢量,算符的物理意义是什么?
(3)把电子置于沿Z 方向大小为B 的磁场中,写出自旋方向随时间演变的方程,如果同时施加一个沿x 轴方向形式为t cos 1ϖB 的交变磁场结果会如何
(四)
(1)两个电子,动量分别为1κ 和2κ ,自旋分别指向z +和方向z -,写出处于这个态上的态函数,并计算两个电子相距为r 的对应几率
(2)两个电子,总自旋为零,总动量也为零,写出处于这个态上的态函数的最一般形式
(3)用微扰理论求氦原子的。