例题7.6
若体系是由三个自旋为 的非全同粒子组成的,且其哈密顿算符为
其中, 为实常数。试找出体系的守恒量,并求出体系的能级与简并度。
解:将粒子1和粒子2自旋之和记为 ,三个粒子的总自旋记为
,即
(1)
(2)
显然,
与
都具有角动量的性质,而三个粒子的角动量之间相互对易,且
(3)
(4)
哈密顿算符可以改写成
(5)
由于,
(6)
所以,
(7)
进而可知, 都是守恒量,故可选
作为力学量的完全集,共同本征函数为
,其中,各量子数的可能取值为
(8)
体系的能量本征值只与量子数
有关,即
(9)
具体的能量本征值为:
当 时,
(10)
其简并度为2。
当 时,
(11)
若 ,则
(12)
其简并度为2。
若 ,则
(13)