§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。
令
,
及
是任意波函数,代入(4.2.1)得,
由条件可得,
分别令将
及.
代入上式,得,
,
。
将上两式相加,得到,
因为
及
是任意的,所以
。
推论
厄米算符的本征值是实数
证明:设
为厄米算符,且
,由(4.2.1)得
(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:
设
,
,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)
当
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