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习题选讲6

 

    例题6.1  设氢原子在 时处于状态

      

求其能量、角动量平方及角动量 分量的取值几率和平均值;写出在 时体系的波函数,并给出此时能量、角动量平方及角动量 分量的取值几率与平均值。

 解:已知氢原子的本征解为

            (1)

             (2)

向氢原子的本征态作展开,

            (3)

不为零的展开系数只有三个,即

          (4)

显然,题中所给出的状态并未归一化,容易求出归一化常数为 ,于是归一化后的展开系数为

             (5)

    能量的取值几率为

              (6)

平均值为

                    (7)

    不为零的角动量平方的取值几率只有

                      (8)

平均值为

                      (9)

    角动量 分量的取值几率为

                 (10)

平均值为

                     (11)

时刻,体系的波函数为

     (12)

由于能量、角动量与角动量 分量算符皆为守恒量,所以,它们的取值几率及平均值均不随时间改变,与 时的结果是一样的。              

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