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 例题5.1  已知体系的哈密顿算符 和力学量算符 的矩阵形式分别为

                  

                      

其中, 为实常数。证明 都是厄米算符,并且互相对易。求出它们的共同本征函数系。

 解:由厄米算符的定义知,厄米算符 满足

                                                (1)

或者

                                                  (2)

题中所给出的哈密顿算符 和力学量算符 皆为实对称矩阵,故它们都是厄米算符。

 因为

    (3)

    (4)

所以,有

                                         (5)

  满足的本征方程为

                  (6)

由于 是对角矩阵,所以,它是在自身表象中给出的,它的本征值就是其对角元,即

                                 (7)

其中, ,能量具有二度简并。由于简并的存在,仅由算符 不能惟一确定 的波函数。

  时,波函数满足

                  (8)

显然,

                                (9)

于是,考虑到归一化的波函数为

                                       (10)

  时,波函数满足

                          (11)

得到

                                                  (12)

相应的波函数为

                                     (13)

同理可知, 的波函数为

                               (14)

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