量子力学A

刘道军

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 关于量子力学和《量子力学》这门课
    • 1.2 经典物理学的困难
    • 1.3 光的波粒二象性
    • 1.4 原子结构的玻尔理论
    • 1.5 微粒的波粒二象性
    • 1.6 教案(pdf文档)
  • 2 波函数和薛定谔方程
    • 2.1 波函数的统计解释
    • 2.2 态叠加原理
    • 2.3 薛定谔方程
    • 2.4 粒子流密度和粒子数守恒定律
    • 2.5 定态薛定谔方程
    • 2.6 一维无限深方势阱
    • 2.7 线性谐振子
    • 2.8 势垒贯穿
    • 2.9 例题
    • 2.10 教案(pdf文档)
  • 3 量子力学中的力学量
    • 3.1 表示力学量的算符
    • 3.2 动量算符和角动量算符
    • 3.3 厄米算符本征函数的正交性
    • 3.4 算符与力学量的关系
    • 3.5 算符的对易关系、两力学量同时有确定值的条件、不确定关系
    • 3.6 力学量期望值随时间的变化、守恒定律
    • 3.7 电子在库伦场中的运动
    • 3.8 氢原子
    • 3.9 例题
    • 3.10 教案(pdf 文档)
  • 4 态和力学量的表象
    • 4.1 态的表象
    • 4.2 算符的矩阵表示
    • 4.3 量子力学公式的矩阵表述
    • 4.4 幺正变换
    • 4.5 狄拉克符号
    • 4.6 线性谐振子与占有数表象
    • 4.7 教案(pdf文档)
  • 5 微扰理论
    • 5.1 非简并定态微扰理论
    • 5.2 简并情况下的微扰理论
    • 5.3 氢原子的一级Stark效应
    • 5.4 变分法
    • 5.5 氦原子基态(变分法)
    • 5.6 与时间有关的微扰理论
    • 5.7 跃迁概率
    • 5.8 光的发射和吸收
    • 5.9 选择定则
    • 5.10 教案(pdf 文档)
  • 6 *散射
    • 6.1 碰撞过程 散射截面
    • 6.2 中心力场中的弹性散射(分波法)
    • 6.3 方形势阱与势垒所产生的散射
    • 6.4 玻恩近似
    • 6.5 教案pdf
  • 7 自旋
    • 7.1 电子自旋
    • 7.2 电子自旋算符和自旋函数
    • 7.3 简单Zeeman效应
    • 7.4 两个角动量的耦合
    • 7.5 光谱的精细结构
    • 7.6 教案pdf
  • 8 全同粒子
    • 8.1 全同粒子的特性
    • 8.2 全同粒子体系的波函数、Pauli不相容原理
    • 8.3 两个电子的自旋函数
    • 8.4 氦原子(微扰法)
    • 8.5 教案pdf
  • 9 * 量子力学若干进展
    • 9.1 *Landau能级
    • 9.2 *Aharonov-Bohm效应
    • 9.3 *Berry相位
波函数的统计解释

1.波函数



量子力学基本假说之

       切微观粒子的状态可用相应的波函数来描写.

自由粒子:

自由粒子平面波函数:

用一个函数描写粒子的波,称这个函数为波函数

2. 概率波


德布罗意:

物质波不是经典波所代表的某种物理量的波动,而是所描写粒子空间分布的概率波,把粒子的原子性与波的叠加性统一了起来。

电子衍射实验:



因为 处的强度∝处感光点子数

                        ∝ 处电子数

                        电子出现 处的几率

      又因为强度 ∝ 波幅平方

所以,电子在t 时刻,处的概率 ∝ 电子波函数的模方

玻恩(M.Born)

       在某一时刻, 空间 处粒子出现的概率正比于该处波函数的模方。粒子在空间出现的概率具有波动性的分布,它是一种概率波。

设波函数为Ψ (x,y,z,t ),则 t 时刻处于 x—x+dxy—y+dyz—z+dz内的概率

概率密度:

3.波函数的性质


(1)Ψ (x,y,z,t 是单值、有界、连续的;

(2)Ψ (x,y,z,t 与 CΨ (x,y,z,t 描写同         一状态。

(3)波函数的归一性


如:平面波函数


箱归一化加上周期性边界条件限制

 L ——为 周期

存在不确定的相因子 (其既不影响空间各点粒子的概率,也不影响到归一性)


解:设归一化因子为C,则归一化的波函数为


由 


d0,则归一化的波函数为