例题6.2
质量为 的粒子处于中心力场
证明存在束缚态的条件是 。
证明:由维里定理知,在定态之下,当势能可以写成坐标的齐次函数时,
(1)
这里,
(2)
故有
(3)
而总能量
(4)
由于,动能的平均值大于零,束缚态的总能量小于零,所以,要求
。
例题6.3 定义径向动量算符
试导出其球坐标系中的表达式,进而求出 及 。
解:设 为体系的任意一个状态,由径向动量算符的定义可知
(1)
利用
(2)
再顾及到球坐标系中动量算符的形式
(3)
(1)式可写为
(4)
由 的任意性可知
(5)
由上式容易求出
(6)
将其作用到一个任意的状态
上,有
(7)
由
的任意性可知
(8)
将对易关系 作用到任意一个状态
上,即
(9)
于是,得到与直角坐标系相同的对易关系
例题6.4
为简化,常用原子单位,即在库仑势及薛定锷方程中令 。在最后结果中,再根据量纲,代入 的适当组合。试由
给出质量,长度,时间,速度,动量,能量。