(5)
(6)
将其代入(1)式,得到
(7)
计算中应注意技巧。例如,(2)式为零是因为被积函数是奇函数;(5)式为零是因为右边为实,左边纯虚。
例题4.9
设体系的哈密顿算符为
求其能量本征值。
解:将哈密顿算符改写为
(1)
显然, 构成力学量完全集,且其共同本征函数系为
,于是
(2)
进而可知能量本征值为
(3)
例题4.10
粒子在宽度为 的非对称一维无限深势阱中运动,若粒子分别处于状态
;
式中 为归一化常数。证明如下无穷级数之求和公式
; ;
解:在宽度为
的非对称一维无限深势阱中运动的粒子,其能量本征值与本征函数分别为
,
(1)
(2)
当粒子处于状态 时,首先,利用
的归一化条件求出归一化常数
,即
(3)
于是,得到归一化常数的模方为
(4)
其次,将波函数 向能量的本征函数系作展开,得到
(5)
式中的展开系数为
(6)
式中, 。显然,当
为偶数时,
,而当
为奇数时,
(7)
由展开系数的模方之和为1可知
(8)
于是,得到无穷级数之和
(9)