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§5. 2  厄米算符的性质

定理2  算符 为厄米算符的充要条件是在任意状态下,

其本征皆为实数值

证明:必要性容易证明。由厄米算符的定义,有 

         (4.2.1)

其次证明定理的充分性。

是任意波函数,代入(4.2.1)得,

           

由条件可得,

 

分别令将 . 代入上式,得,

  

                 

将上两式相加,得到,

 

因为 是任意的,所以  

推论 厄米算符的本征值是实数

证明: 为厄米算符,且 ,由(4.2.1)

                     (4.2.2)

由厄米算符这些性质可知,量子力学中可观测量对应的算符都应是厄米的。

定理3 厄米算符的本征函数无简并时满足如下关系:

                                           (4.2.3)

证明:   ,且无简并。则由厄米算符的性质,有

                                     (4.2.4) 

由于无简并,当 时, ,故

                                   (4.2.5)

时,由波函数的归一化条件知

                                 (4.2.6)

上述两式可以统一写成

                    

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