1.设一个粒子的波动性用波函数描述,则模平方称为概率密度,
2.波函数的三个标准条件:单值,有限,连续
3.态叠加原理:如果和是体系可能的状态,则它们的线性叠加
也是体系的一个可能状态。这就是量子力学中的态叠加原理。
4.薛定谔方程:
5.定态薛定谔方程
若是一维,+=0
6.求解定态薛定谔方程的步骤:
(1).一般不同区域有不同的势函数,因此要分区域写出定态薛定谔方程.
2).根据波函数的标准条件(单值,有限,连续),因此求解定态薛定谔方程. 并确定定态能级.
(3).将波函数归一化.
7.一维无限深势阱
设粒子作一维运动,势能函数为
1、
=
则有
8.一维谐振子
一维谐振子的哈密顿量是
则有
波函数是
9.算符: 代表对波函数进行某种运算或变换的符号
坐标算符
动量算符
10.动量的本征函数
归一化条件
11.厄米算符的定义式
12.厄米算符的本征值都是实数
13.厄米算符的三个基本性质:实数性、正交性、完备性。
14.角动量算符
直角坐标系
15.角动量算符在球坐标中的表达式为:
16.氢原子
波函数是
17.厄米算符本征函数是正交的
属不同本征值的本征函数相互正交
18.力学量的平均值公式
若波函数归一,
19.坐标算符与动量算符的对易关系式
与的对易子
20.
21.测不准关系
设二厄密算符对易关系为:
22. 把状态Ψ看成是一个矢量——态矢量。
选取一个特定力学量 Q 表象,相当于选取特定的坐标系,
u1(x), u2(x), ..., un(x), ... 是 Q 表象 的基本矢量简称基矢。
波函数
是态矢量Ψ在Q表象中沿各基矢方向上的“分量”。Q表象的基矢有无限多个,所以态矢量所在的空间是一个无限维的抽象的函数空间,称为Hilbert空间。
由一个表象到另一个表象的变换是幺正变换.
23.在 表象中,算符用矩阵表示
算符 在自身表象中的矩阵为对角矩阵。
24.本征方程
求解本征值和本征矢
这个方程组有非零解的条件是系数行列式等于零,即:
称为久期方程。求解久期方程 可得到一组λ 值
它们就是F的本征值。把求得的λi 分别代入式中就可以求得与这λi 对应的本征矢。
24. 求解定态薛定谔方程, 比较复杂,无法直接求解,若可将其分成两部分
一级微扰修正
简并态下,微扰
简并情况下能级的一级近似为
25..自旋:每个电子都具有自旋角动量S,S在空间任何方向上的投影只能取两个值.若将空间的任意方向取为z方向,则Sz=±/2
26.自旋算符必须满足
写成分量形式是
由于在空间中任意方向的投影只能取±两个值。为方便起见,引入算符,令
即 , ,
而且===1
27..泡利矩阵
, ,
相应地 ,,
28.全同粒子:
静质量、电荷、自旋等固有性质完全相同的微观粒子。例如,电子、质子,中子等
29.全同性原理:
由于全同粒子具有不可区分性,则在全同粒子体系中,任意两个全同粒子相互交换后并不会引起整个体系物理状态的改变,即不会出现任何可观测的物理效应,该论断称为量子力学中的全同性原理。这是量子力学基本原理之一。
30.对于玻色子,波函数要求对于交换两个粒子是对称的对于费米子,波函数要求对于交换两个粒子是反对称的,
31.
二电子自旋波函数:
第二篇:学科导论总结量子力学部分
学科基础导论总结量子力学部分
做过作业的内容,需要特别关注:物质波计算、概率流密度矢量、力学量与算符的关系、对易的计算、不确定性关系
以前的作业都弄懂了,也差不多了,重在自己理解
1黑体辐射、光电效应等现象揭示了光的波粒二象性。
2玻尔为解释原子的光谱线二提出了原子结构的量子论。
3为克服玻尔理论的局限性,德布罗意提出微粒具有波粒二象性的假设。
4绝对黑体(黑体):一个能全部吸收投射在其上面的辐射二无反射的物体。
5普朗克常量: h=6.626×10-34 J·s(记下来)
6黑体辐射公式:
(hv>>kBt时)维恩线 (hv<<kBt时)瑞利-金斯线
7爱因斯坦光电效应解释:(光量子)
重要的几个:
8康普顿散射效应:
被康普顿、吴有训用实验证明了。
9量子现象:h在其中其重要作用的现象。
10玻尔量子化条件:(1)定态
(2)角动量为h整数倍
(3)从上往下跃迁发出波长一定
巴耳末公式:
11德布罗意波(物质波、概率波)
戴维孙、革末等人的实验验证了德布罗意波的存在。
12波函数(上面已经给出PS.记住其形式,后面方程的都能推导)
态叠加,这部分看书,记住几个式子,当然全部记住更好
一维归一化系数:
三维归一化系数:
13薛定谔方程
动量算符 能量算符
定态:
哈密顿算符
哈密顿函数
14一维无限深势阱
▲(重要)详见之前打印的纸质详解
边界条件不同,En不同,A不同,Ψ不同
15线性谐振子(了解,目测不会考)
零点能
E能级间隔
能级
解方程用到了厄米多项式
16势垒贯穿(了解,目测不考)
透射系数D 隧道效应
17算符(重点)
算符相等,单位算符,算符之和,算符乘积,逆运算,复共轭,转置,
厄米共轭
厄米算符定义
重要性质 (1)
(2)厄米算符的本征函数具有正交性,可以组成正交归一系:
或
18动量算符
三维动量分布
箱归一化意义:动量本征值由连续谱变成分立谱
角动量算符(掌握)
简并:一个本征值由一个以上本征函数
简并度:对应于同一本征值的本征函数数目
球谐函数,连带勒让德函数(了解,此处出现了)
算符的本征函数:
19一个基本假定:力学量都是厄米算符,本征值函数组成完全系,测量F(不是指力,指代某力学量,下同)所得数值,必定为本征值之一。
期望值(计算):
或(用得最多)
或
20.对易关系(重要)
基本公式
一些重要对易关系
如果两个算符和有一组共同本征函数,而且组成完全系,则算符和对易。(证明见书上)其逆定理也成立。
21不确定性关系(重要)
设和的对易关系为,则有
;例如:
22力学量期望值岁时间的变化 守恒定律
,则称力学量为运动恒量,或者说在运动中守恒。
只有体系不处于定态,二力学量又非体系的守恒量,力学量的平均值和几何分布才随时间改变。
守恒量(范围大于定态)
(1)在体系任意状态下,平均值不随时间变化。
(2)在体系任意状态下,概率密度不随时间变化。
力学量守恒,不一定有确定值;是否有确定值,看初始时刻体系状态性质状态而定(本征态才有)。
具体例子
(1)自由粒子动量
(2)在中心力场中运动的粒子的角动量
(3)哈密顿不显含时间的体系的能量
(4)哈密顿对空间反演不变时的宇称