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§4 角动量加法的一般问题

角动量算符的定义及性质

      (1)一般地说,若一向量算符 的分量满足

                     (7.4.1)

则称 是角动量算符。

      (2)角动量算符的平方

       (7.4.2)

其中

3) 的每个分量均对易,例如,

        (7.4.3)

同理,       

4)令 的量子数, 的量子数,则 的共同完备本征函数系为

            (7.4.5)

           (7.4.6)

二、角动量加法

1)总角动量算符

是两个无关的角动量算符,即

                            (7.4.7)

则这两个角动量算符可以相加,

                             (7.4.8)

利用(7.4.7)容易证明, 仍然满足(7.4.1), 因此 仍然是角动量算符,称为总角动量。总角动量的平方

            (7.4.9)

在此,利用了

                              

总角动量算符的升降算符为

2)至此我们已有了以下角动量算符:

              

它们之间的对易关系有:

               (7.4.10)

          (7.4.11)

应该特别注意到

                     (7.4.12)

3)总角动量的本征值谱

非耦合表象

由于 (由于(7.4.8),其中只有4个是独立的)相互对易,所以它们有共同完备本征函数系 ,即,

             (7.4.14)

                 (7.4.15)

这些基矢 是由 相乘得到,所以称为非耦合表象,且显然是 维。

耦合表象

由于 也是相互对易的,所以它们也有共同完备本征函数系,称为耦合表象。

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