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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的模方为

                                    (10)

其次,将波函数 向能量的本征函数系作展开,得到展开系数

              (11)

进而有

             (12)

于是得到无穷级数之和

                                         (13)

进而得到另外两个无穷级数之和

                            (14)

     例题4.11  试确定一维坐标与动量本征态的坐标与动量均方根误差。

解:假设作一维自由运动的粒子具有确定的动量 ,相应的本征波函数为平面波

                                            (1)

它的坐标几率密度

                          (2)

这就意味着,当该粒子的动量确定时,由于坐标几率密度与坐标变量无关,故粒子出现在空间任何一点的几率都是相同的,也就是说粒子的坐标完全是不确定的,即

                            (3)

其次,假设粒子具有确定的坐标 ,相应的本征波函数为

                        4)

将其向动量的本征函数作展开,

                 (5

其展开系数为

    (6)

展开系数的模方就是动量的取值几率密度,即

                          (7)

这意味着,当该粒子的坐标确定时,由于动量几率密度与动量无关,故具有任何动量值的几率密度都是相同的,也就是说粒子的动量完全是不确定的,它们的均方根误差分别为

                  (8)

可见,当粒子的动量确定时,它的坐标完全不能确定;当粒子的坐标确定时,它的动量完全不能确定。

例题4.12如果 都是束缚态,则

证明:

这里考虑了 是束缚态,因而 是有限的,及 。同理可证

      如令

               
        

             

      由此得

 

例题4.13粒子在位势 的有心力场中作定态运动,且

    

求证:

证明:有心力场中,由于总哈密顿算符 具有空间反射不变性,即

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