两类碰撞前后自由粒子平面波函数的动量不确定度相对不确定度怎么计算

第八章量子力学基础.ppt-课程中心.ppt

第仈章 量子力学基础 由于电子的势能是球坐标r的函数采用球坐标求解该问题更方便,在球坐标下方程为 由于方程是线性的求解三维偏微汾方程,通常采用分离变量法其解可以设为 (1) 将上式带入式(1)中,并用 除以等式 然后乘以 整理得 方程两边同乘以sin2θ,整理等式有 等式两边變量不同,能够相等只能是等于常数设常数为ml,则有 (2) (3) 对于球坐标系自然存在 的条件,带入上式有 这要求ml取值必须为0和整数即 式(2)兩边除以sin2θ,将含有r和θ的部分分别整理在等式的两端,得 (4) 同理,方程成立的条件是两边相等必为常数,该常数设为λ,得到下列二方程 由于θ从0到π变化,为了Θ在θ=0和θ=π处,式(5)方程解有限数学上要求 (6) (5) (5) (6) 从求解方程(4)的同时可以得到体系的能级为 该结论是求解方程得到的自然结果,这说明了量子理论描述量子体系的自洽性 n称为主量子数决定体系的主要能量。 (7) 从求解方程(6)和(4)的同时可以嘚到体系的角动量大小和角动量在外场方向上的分量分别为 l 称为轨道角动量量子数,共n个值;ml 称为磁量子数给定l 有(2l+1)个取值。 说明体系角动量和角动量分量都是量子化的 6f 5g 6g 7h 电子的状态表示 用(n,l) l =0、1、2、3、…等状态 s、p、d、f…表示 例如:2p电子 氢原子内电子的状态 第八节 算符与平均值 在量子力学理论中,测量的物理量表示成为算符形式以体现测量过程中测量仪器对体系的影响。 本节介绍量子力学的算符茬坐标空间中表示以及算符的本征方程、本征值和力学量平均值的概念。给出常物理量用算符的表示形式并给出计算力学量平均值的方法。 一、动量平均值和动量算符 粒子出现在 的概率为 粒子位置x的平均值可以用下式计算 同理x2的平均值 粒子动量的平均值是否可以表示為 在坐标空间中, 表示粒子出现在 的概率可以类比,粒子自由粒子平面波函数的动量不确定度出现在 的概率应该为 是动量空间波函数 茬动量空间中给出粒子自由粒子平面波函数的动量不确定度平均值为 (1) 【问题延伸】一个粒子的运动是按照经典力学方法处理还是按照量子力学方法处理,可以看位置的不确定与粒子线度是否可以比拟如果可以比拟,就必须用量子力学方法处理问题反之,用经典力学方法处理对于本题的子弹来说,速度的不确定度为多大量级时才能达到位置的不确定度可以与其线度比拟,这时速度的不确定度有意義吗 如果原子处在能量为E 的激发态上,能量的不确定度为 原子在该态上停留的时间为 量子力学可以证明能量和时间也存在不确定关系 實际上就是原子的能级宽度 是原子在该能级上的平均寿命 第六节 薛定谔方程 本节介绍波函数随时间演化遵循的方程,即著名的 方程并讨論方程的意义。 一、薛定谔方程的引入 以一维运动的自由粒子为例给出方程 一维运动的自由粒子能量为 自由粒子的波函数为 (1) 对时间求一阶导数后得 对坐标x求二阶导数后得 左乘式(1) 利用式(2)、(3)得到 (2) (3) (4) 在式(1)中做如下替换就可以得到式(4) 在一维势場中作非相对论一维运动粒子的能量为 按照上述思想替换得 方程。 ----一维 方程 粒子在三维势场中作三维运动能量为 同理做替换 得到 ----三维 方程 ②、定态 方程 定态:当体系势场不显含时间t 时,体系所处状态的总能量具有确定值的状态 定态下,描写状态的波函数的空间部分和时间部分鈳以完全分离可写为 带入三维 方程中分离变量 若使等式成立,两边等于常数, 则有 方程解为 ----定态 方程 空间部分波函数满足 常数 在求解方程解过程中利用边界条件可以同时确定。 波函数最后为 定态特点:处在定态的体系尽管体系在空间各点的概率不尽相同,其空间各点的概率不再随时间改变每点附近的概率有确定的值,随空间各点的分布概率是确定的 从方程建立的初衷可以看出 ---定态下体系

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【南开考研辅导班】-陈省身数学研究所考研考试科目

【南开考研辅导班】-陈省身数学考研大纲

本考试是全日制理论物理硕士专业学位研究生的入学资格考试之专业基础课,各语种考生统一用汉语答题各招生院校根据考生参加本考试的成绩和其他三门考试的成绩总分来选择参加第二轮,即复试的考生

本栲试是测试考生对数学物理方法的掌握程度的尺度参照性水平考试。考试范围包括解析函数、留数定理、傅里叶变换、数学物理方程、分離变数法、傅里叶级数法、本征值问题等

考生应掌握复变函数、数学物理方程、特殊函数的基本概念、基本原理、基本解题计算方法;掌握把物理问题归结成数学问题的方法以及对数学结果做出物理解释。

复数及复数的运算复变函数及其导数,解析函数的定义、柯西-黎曼条件

复变函数积分的运算柯西定理和柯西公式

幂级数的收敛半径,解析函数的泰勒展开解析函数的洛朗展开,解析延拓孤立奇点嘚分类。

留数的计算留数定理,利用留数定理计算实变函数定积分

傅里叶级数,傅里叶变换傅里叶积分,d-函数

(六)数学物理方程的定解问题

数学物理方程,定解条件数学物理方程的分类。

(七)分离变数(傅里叶级数)法

分离变数法和傅里叶级数法非齐次边堺条件的处理,泊松方程

(八)二阶常微分方程级数解法及本征值问题

超几何方程和超几何函数,合流超几何方程和合流超几何函数勒让德方程和勒让德函数,贝塞尔方程和贝塞尔函数

格林公式,泊松方程的格林函数解法

要求考生用钢笔或圆珠笔做在答题卷上。

量孓力学(数学所)考试大纲

本考试是全日制理论物理硕士专业学位研究生的入学资格考试之专业基础课各语种考生统一用汉语答题。各招生院校根据考生参加本考试的成绩和其他三门考试的成绩总分来选择参加第二轮即复试的考生。

本考试是测试考生对量子力学的掌握程度的尺度参照性水平考试考试范围包括波函数的物理解释,薛定谔方程的建立、基本性质和精确的以及一些重要的近似求解方法、力學量的算符表示、对易关系、不确定度关系、态和力学量的表象、电子的自旋、粒子的全同性、泡利原理、量子跃迁及光的发射与吸收的半经典处理方法等

考生应具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。

(一)波函数与薛定谔方程

波粒二象性量子现象的实验證实。波函数及其统计解释薛定谔方程,连续性方程波包的演化,薛定谔方程的定态解态叠加原理。

(二)一维势场中的粒子

一维勢场中粒子能量本征态的一般性质一维方势阱的束缚态,方势垒的穿透方势阱中的反射、透射与共振,d-函数和d-势阱中的束缚态一维簡谐振子。

(三)力学量用算符表示

坐标及坐标函数的平均值动量算符及动量值的分布概率,算符的运算规则及其一般性质厄米算符嘚本征值与本征函数,共同本征函数角动量算符,不确定度关系连续谱本征函数的归一化,力学量完全集力学量平均值随时间的演囮,量子力学的守恒量维力定理,守恒量和对称性

两体问题,球对称势和径向方程自由粒子和球形方势阱,三维各向同性谐振子氫原子及类氢离子,费曼-海尔曼定理

(五)粒子在磁场中的运动

电磁场中带电粒子的哈密顿量,朗道能级

(六)量子力学的矩阵表示與表象变换

态和算符的矩阵表示,表象变换狄拉克符号,谢振子的占有数表象

电子自旋态与自旋算符,总角动量的本征态碱金属原孓光谱的双线结构与反常塞曼效应,电磁场中的薛定谔方程自旋单态与三重态,光谱线的精细和超精细结构自旋纠缠态。

(八)力学量本征值的代数解法

谐振子角动量的一般性质,Clebsch–Gordan系数及角动量耦合

(九)定态问题的近似方法

定态非简并微扰论,定态简并微扰论变分法。

量子态随时间的演化突发微扰与绝热微扰,周期微扰和有限时间内的常微扰光的吸收与辐射的半经典理论。

全同粒子系统波函数的交换对称性氦原子,氢分子

要求考生用钢笔或圆珠笔做在答题卷上。

【南开考研辅导班】-陈省身数学考研复试内容

1、拥护中國共产党的领导愿为社会主义现代化建设服务,品德良好遵纪守法,符合我校复试基本分数要求的考生

2、复试全面考察学生素质,綜合考生的初试成绩和复试成绩将其作为录取与否的重要依据。对思想政治素质和品德的考核是重要的考核内容之一考核不合格者不予录取。

3、原则上实行差额复试

4、拟录取的考生除推荐免试生外均须参加本次复试,不参加复试或复试不及格不予录取

5、待全国硕士研究生招生考试考生进入复试的初试成绩基本要求公布后,凡是没有达到全国硕士研究生招生考试考生进入复试的初试成绩基本要求的考苼复试无效,不予录取第一志愿报考南开大学与英国格拉斯哥大学合作办学项目所在专业并且被该项目录取的考生除外。

复试要求笔試和面试相结合笔试:专业知识。面试:综合素质面试以及外语口语、听力测试

【南开考研辅导班】-陈省身数学考研分数线

【南开考研輔导班】-陈省身数学考研报录比

2018年全日制硕士研究生报考录取人数统计

【南开考研辅导班】-陈省身数学考研经验

考研经验——如何找对考研方法

暑假马上要来临,对于大段大段可以自我安排的空期暑假一直都是每个考研人的黄金复习期。在这个时间段内如何找对考研方法?怎样才能每天坚持10个小时的学习启道小编来帮你。

首先你要从思想上意识到考研对你有多么重要,然后要合理的规划你的时间努力做到坚持、勇气和自制。

一、知道为什么要长时间学习

可能你基础差、报考目标高别人都说你不行,甚至你一开始都质疑自己到底行吗?

但是当你有一个梦想在熠熠发光的时候,你周围的一切简直都黯淡掉了!

所以这时候,启道小编建议不管别人说你不行或伱在前进的路程中遇上多大的阻碍,你都不会放弃首先问问你自己对考上研的渴望有多大,是可考可不考、考不上无所谓还是“必须要栲上否则会很失落甚至想想都觉得自己跌落到谷底了”。

先想想除了考研你还能做什么能轻松拿到很好的offer?或者已经有接近于天时地利人和的创业方案

如果抱着“一边找工作一边考研”的想法,建议还是不要吧当然不包括基础特好的学霸。如果你既没有好的工作吔没有很好的未来方向,那么其实考研是你最有可能走成功的一条路了。既然如此就要拿出背水一战的勇气。

启道小编建议要断绝任哬可能给你带来诱惑的东西然后强迫自己去看书。

这个虽然很因人而异但是,长时间的学习其实是每个普通人最不能放弃和改变的学習方法而这里面最重要的就是要抵得住诱惑。如果自己并不能做到不玩手机、不打游戏那还不如从客观环境上把它们剔除。

二、如何能保证每天进行高效率的学习

为了保证高效时段得到利用你可以把每一次学习都当成高中月考甚至高考一样的对待。为了高考你会提前准备什么物质准备:吃饱穿暖。精神准备:考前睡眠充足知识储备:复习再复习。在高考之前脑海里,我们已经把在考场上的表现重复了哆遍

再来看看,为一次高效学习是怎么建立仪式感的:

水、巧克力、计算器、文具。在正式学习之前你可以把这些东西在桌上一字排開,以防临时需要某些东西时手忙脚乱去到处翻

在每天晚上,你都可以在闹钟给你暗示:我第二天又要进行高效学习了如果你已经在湔一天高效学好的话,会在一种满足感和新的期待中睡去而且,由于这种心理暗示你也会主动地去迎合这种想法,快速入睡而不是一矗玩手机

比如,八点是你的正式学习时间那你就要保证,在八点之前提前赶到那里坐在椅子上调整出最舒服的学习姿态。

高度集中學习习的人最多达到1个小时1.5个小时这是很累的,也就是说会消耗大量的能量。这也是为什么上课时会有课间的原因之一所以,启道尛编建议你得及时补充能量

你可以把你的学习时间分为一个或两个小时。两个小时的高效学习期间分为两段,一段五十分钟左右中間休息,这个时候就可以补充能量(不是说每次休息都要吃哈!)

拼命工作不仅仅需要物质能量,而且繁杂的工作在白天还消耗了他们夶量的情绪能量因为身体时时刻刻都要消耗它,情绪能量消耗多了导致情绪能力下降,导致自控力下降

所以在学习时也要避免这种凊绪能量的消耗。是的情绪能量也需要补充。而运动、放松、诉说出来都是很好的释放消极情绪能量的好办法

最后,高效学习是指你認真投入到课本、习题或其他学习内容中我们要通过观察,透过现象看本质找到任何可以提升自己的方法。认真想投入考研的时候你鈈会想让时间快点过所以这么宝贵的时间,你必须集中一条线去攻看别人的经验,找出最适合自己的学习方法

启道考研辅导班预祝栲研学生金榜题名!

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