量子力学简答题及其答案

1. 哪些实验表明电子具有自旋现象？举例说明电子具有自旋。

电子的自旋是在实验事实的基础上以假设方式提出的。

实验事实： ① 原子的精细结构 ② 塞曼效应 ③ 斯特恩－盖拉赫实验 ——3分 斯特恩－革拉赫实验：

现象：K射出的处于S态的氢原子束通过狭缝BB和不均匀磁场，最后射到照相片PP上，实验结果是照片上出现两条分立线。——2分 解释：对于基态氢原子，l?0,没轨道角动量，因此与磁矩无相互作用， ?应连续变化，照片上应是一连续带，但实验结果只有两条, 说明Mz是空间量子化的，只有两个取向cos???1，所以原子所具有的磁矩是电子固有磁矩,即自旋磁矩。 ——2分

2. 为什么说轨道角动量具有空间量子化现象？画出l =3 时角动量空间量子化分布图。

因为轨道角动量及其分量是取分离值，而不能取任意值。——3分

——4分

1. 解释斯特恩-革拉赫实验。

答：斯特恩－革拉赫实验能够说明电子具有自旋角动量：

基态氢原子束通过不均匀磁场时，射到照相片，出现两条分立线。 ——3分

? 如磁矩M在空间可取任何方向，照片上应是一连续带，但实验结果只

1. 哪些实验表明电子具有自旋现象？举例说明电子具有自旋。

电子的自旋是在实验事实的基础上以假设方式提出的。

实验事实： ① 原子的精细结构 ② 塞曼效应 ③ 斯特恩－盖拉赫实验 ——3分 斯特恩－革拉赫实验：

现象：K射出的处于S态的氢原子束通过狭缝BB和不均匀磁场，最后射到照相片PP上，实验结果是照片上出现两条分立线。——2分 解释：对于基态氢原子，l?0,没轨道角动量，因此与磁矩无相互作用， ?应连续变化，照片上应是一连续带，但实验结果只有两条, 说明Mz是空间量子化的，只有两个取向cos???1，所以原子所具有的磁矩是电子固有磁矩,即自旋磁矩。 ——2分

2. 为什么说轨道角动量具有空间量子化现象？画出l =3 时角动量空间量子化分布图。

因为轨道角动量及其分量是取分离值，而不能取任意值。——3分

——4分

1. 解释斯特恩-革拉赫实验。

答：斯特恩－革拉赫实验能够说明电子具有自旋角动量：

基态氢原子束通过不均匀磁场时，射到照相片，出现两条分立线。 ——3分

? 如磁矩M在空间可取任何方向，照片上应是一连续带，但实验结果只

量子力学的经典解答题

量子力学基础简答题

1、简述波函数的统计解释；

2、对“轨道”和“电子云”的概念，量子力学的解释是什么？

在自身表象中的矩阵表示有何特点？ 3、力学量G

4、简述能量的测不准关系；

1(x,y,z) 5、电子在位置和自旋Sz表象下，波函数 (x,y,z) 如何归一化？解释各项的几率意义。

2

6、何为束缚态？

(r,t) (r,t)状态中测量力学量F的可能7、当体系处于归一化波函数所描述的状态时，简述在

值及其几率的方法。

8、设粒子在位置表象中处于态 (r,t),采用Dirac符号时，若将 (r,t)改写为不妥？采用Dirac符号时，位置表象中的波函数应如何表示？ 9、简述定态微扰理论。

10、Stern—Gerlach实验证实了什么？ 11、一个物理体系存在束缚态的条件是什么？ 12、两个对易的力学量是否一定同时确定？为什么？ 13、测不准关系是否与表象有关？

(r,t)

有何

14、在简并定态微扰论中，如H

(0)

(0)

的某一能级En，对应f个正交归一本征函数 i（i=1，2， ，

f），为什么一般地 i不能直接作为H

15、在自旋态 1

2

0 H 的零级近似波函数？ H

)2 ( S)2是多少？ 的测不准关系(

? ? ? ? ? ? ? 第一章 绪论

第二章 波函数和薛定谔方程 第三章 力学量的算符表示 第四章 态和力学量的表象 第五章 微扰理论 第六章 弹性散射

第七章 自旋和全同粒子

?301.1．由黑体辐射公式导出维恩位移定律：?mT?b, b?2.9?10m?C。

证明：由普朗克黑体辐射公式：

8?h?31 ??d??d?， h?3c ekT?1c c及?? 、d???2d?得 ?? 8?hc1?? ?5， hc?e?kT?1

d?hc令x? ，再由??0，得?.所满足的超越方程为 ?d? kTxex 5?x e?1

hc x?4.97，即得用图解法求得?4.97，将数据代入求得?mT?b, b?2.9?10?3m?0C ?mkT

1.2．在0K附近，钠的价电子能量约为3eV,求de Broglie波长. 0hh?10解：? ???7.09?10m?7.09A p2mE

# 3E?kT，求T?1K时氦原子的de Broglie波长。 1.3. 氦原子的动能为 2 h0hh?10??12.63?10m?12.63A 解：? ??p2mE3mkT ?23?1其中m?4.003?1.66?10?27kg，k?1.38?10J

1.什么是粒组,粒组的划分原则是什么?现行规范对粒组的划分

答:工程上把大小相近的土粒合并为组,称为粒组;粒组间的分界线是人为划定的,划分时应使粒组界限与粒组性质的变化相适应,并按一定的比例递减关系划分粒组的界限值

2.什么是土的粒度成分?粒度成分的表示方法有哪些?土的粒度成分的测定方法有哪两种?,它们各适用于何种土类?

答:土的粒度成分是指途中各种不同粒组的相对含量(以干土重量的百分比表示);

表示方法:表格法 累计曲线法 三角坐标法

3.累计曲线在工程上有什么用途?

答:在工程上,常用累计曲线确定的土粒的两个级配指标值来判断土的级配情况.当同时满足不均匀系数Cu≥5和曲率系数Cc=1～3这两个条件时,土为级配良好的土;若不能同时满足,土为级配不良的土

4.常见的粘土矿物有哪些?它们的性质如何?

高岭石 蒙脱石 伊利石 水云母 ；对粘性土的塑性等影响很大

5.土的三相实测指标是什么?换算指标是什么?

答:土的密度 土的比重 土的含水量

土的孔隙比 土的孔隙率 土的饱和度 土的干密度 土的饱和密度 土的有效密度

6.土中的水对粘性土的性质有什么影响?

答:粘性土中水是控制其工程地质性质的重要因素,如粘性土的可塑性 压缩性及其抗剪性等,都直接或间

量子力学习题答案

1.2 在0k附近，钠的价电子能量约为3eV，求其德布罗意波长。 解：由德布罗意波粒二象性的关系知： E?h?； p?h/?

由于所考虑的电子是非相对论的电子（Ek(3eV)??ec2(0.51?10?6)），故： E?P2/(2?e)

??h/p?h/2?eE?hc/?6?92?ecE62

?1.24?10?0.71?10/2?0.51?10?3 m?0.71nm1.3氦原子的动能是E=1.5kT，求T=1K时，氦原子的德布罗意波长。 解：对于氦原子而言，当T?1K时，其能量为 E?于是有

??h/p?h/2?HeE?3432kT?32?1.381?10?23J?K?1?1K?2.07?10?23J

?6.626?102?6.690?10?27J?s?23 ?1.26nmJkg?2.07?10

一维谐振子处于?(x)?Ae??2x/22状态中，其中?为实常数，求：

???1.归一化系数；2.动能平均值。（?解：1.由归一化条件可知：

???e??x22dx??/?）

??(

1．1 由黑体辐射公式导出维恩位移定律：能量密度极大值所对应的波长?m与温度T成反比，即

； ?m T=b（常量）

并近似计算b的数值，准确到二位有效数字。

解 根据普朗克的黑体辐射公式

8?hv3?vdv?3?c1hvkTdv， （1）

e?1以及 ?v?c， （2）

?vdv???vd?， （3）

有

dvd??c?d????????v(?)d?

?(?)?v?c??????8?hc?5??1ehc?kT,?1这里的??的物理意义是黑体内波长介于λ与λ+dλ之间的辐射能量密度。

本题关注的是λ取何值时，??取得极大值，因此，就得要求?? 对λ的一阶导数为零，由此可求得相应的λ的值，记作?m。但要注意的是，还需要验证??对λ的二阶导数在?m处的取值是否小于零，如果小于零，那么前面求得的?m就是要求的，具体如下：

???'8?hc?6?e1hc?kT?hc1??5??hc???kT??kT?1?1?e11?ehc?hc?kT???0 ???? ?5?hc

宝鸡文理学院试题

课程名称 量子力学 适用时间 2008-7-7 试卷类别 A 适用专业 05级物理学1、2、3班

注意事项:

1. 所有题目的答卷必须写在答题纸上

2. 证明题和计算题必须写出主要过程

一、填空题 (每小题2分，2×5＝10分)

１、玻尔原子模型的三个假设是（ ）。 ２、波函数的标准条件为（ ）。 ３、正交归一方程umund???mn的狄拉克表示为（ ）。 4、动量表象下的坐标算符表示形式（ ）。

?*?2和L?的共同本征函数为（ ）5、L。 z二、单项选择题（每小题2分，2×5＝10分）

１、?与?对易，则两算符：

(1)有组成完全系的共同本征函数； （2）没有组成完全系的共同本征函数； (3) 不能确定。

２、自由粒子能级的简并度为：

1．1 由黑体辐射公式导出维恩位移定律：能量密度极大值所对应的波长?m与温度T成反比，即

； ?m T=b（常量）

并近似计算b的数值，准确到二位有效数字。

解 根据普朗克的黑体辐射公式

8?hv3?vdv?3?c1hvkTdv， （1）

e?1以及 ?v?c， （2）

?vdv???vd?， （3）

有

dvd??c?d????????v(?)d?

?(?)?v?c??????8?hc?5??1ehc?kT,?1这里的??的物理意义是黑体内波长介于λ与λ+dλ之间的辐射能量密度。

本题关注的是λ取何值时，??取得极大值，因此，就得要求?? 对λ的一阶导数为零，由此可求得相应的λ的值，记作?m。但要注意的是，还需要验证??对λ的二阶导数在?m处的取值是否小于零，如果小于零，那么前面求得的?m就是要求的，具体如下：

???'8?hc?6?e1hc?kT?hc1??5??hc???kT??kT?1?1?e11?ehc?hc?kT???0 ???? ?5?hc

量子力学习题答案

1.2 在0k附近，钠的价电子能量约为3eV，求其德布罗意波长。 解：由德布罗意波粒二象性的关系知： E?h?； p?h/?

由于所考虑的电子是非相对论的电子（Ek(3eV)??ec2(0.51?10?6)），故： E?P2/(2?e)

??h/p?h/2?eE?hc/?6?92?ecE62

?1.24?10?0.71?10/2?0.51?10?3 m?0.71nm1.3氦原子的动能是E=1.5kT，求T=1K时，氦原子的德布罗意波长。 解：对于氦原子而言，当T?1K时，其能量为 E?于是有

??h/p?h/2?HeE?3432kT?32?1.381?10?23J?K?1?1K?2.07?10?23J

?6.626?102?6.690?10?27J?s?23 ?1.26nmJkg?2.07?10

一维谐振子处于?(x)?Ae??2x/22状态中，其中?为实常数，求：

???1.归一化系数；2.动能平均值。（?解：1.由归一化条件可知：

???e??x22dx??/?）

??(