10.如果
,是否
一定没有共同的本征态?
解:由
可知,
不仅仅与
有关,而且与所处状态有关。如果
,则尽管
,
仍可有共同本征态。例如,
,但
和
仍可有共同本征态,例如
。只是这时
的共同本征态不可能形成完备本征函数系。但如果
,则容易看出,此时
就不可能有共同本征态。
11.如果
,是否
的本征态一定是 的本征态?
解:不一定。例如
是
的本征态,但不是
的本征态。
12.已知算符
满足
,证明 ,并在 表象中求出 的矩阵表示。
解:由题中所给条件可知
(1)
设算符 满足的本征方程为
(2)
则有
(3)
由(1)式可知
(4)
显然,有
(5)
在自身表象中,算符 的矩阵形式为
(6)
设算符 在
表象中的矩阵形式为
(7)
利用
(8)
得到
(9)
再利用
(10)
又得到
(11)
只有,
否则,算符
。
最后,根据条件
即
(13)
可定出
(14)
在 表象中
的矩阵表示为
(15)
其中, 为任意实常数。