教材p和p175:1
1.解:a)
类似有。b)
在表象,迹为零,在表象设。
由得,。由得,因此。
类似有。注意,由得。
5.解:略。见电子教案§4.2量子力学的矩阵表示。
6.解:7. 解:
p175 1.
取,则有归一化本征态。
补充题:电子自旋角动量包括两个算符,本征值问题为。
表象的基底: ,记为。
正交归一化条件:
封闭关系:
把表象简称为表象。
1、在表象上,写出、和、、的表示。
2、在表象上,写出的本征态的表示,以及用矩阵表示的正交条件、归一化条件和封闭关系。
3、证明电子自旋的三个分量彼此“反对易”,即。
4、在表象上写出的表示。
5、在表象上写出的本征态的表示。
6、求由到表象的表象变换矩阵。
7、通过表象变换求在表象上的本征态的表示。
8、通过表象变换求在表象上的表示。
解:1、在表象上,写出、和、、的表示。
的表示: 常数)
的表示:对角化)
在自身表象上和的表示矩阵都是对角矩阵,对角元素是相应的本征值。为常数,也为常数。因在表象上为常数,则在任何表象上都为该常数。
同理,因,和分别在自身表象上是常数,则在任何表象上它们也都是该常数。
常数)2、在表象上,写出的本征态的表示,以及用矩阵表示的正交条件、归一化条件和封闭关系。
的表示: 的表示:
正交条件: ,
归一化条件: ,
封闭关系:
3、证明自旋的三个分量彼此反对易。
而,则得。其它两式类似可证。
4、在表象上写出的表示。
由hermite算符的性质和表象变换不改变迹,在表象上可表示为。
由的矩阵形式,
因,则,,选,则在表象上的表示为。
5、在表象上写出的本征态的表示。
在表象上的本征方程为,即。
因本征值与表象无关,则。
1)当时。得,由归一化条件,得。
2)当时。6、求由到表象的表象变换矩阵。
设表象基底为,表象基底为,基底的关系为。
表象变换矩阵为。
验证了么正性。
7、通过表象变换求在表象上的本征态的表示。
在表象(自身表象)上的本征态的表示为。
变换到表象。
与5的结果一样。
8、通过表象变换求在表象上的表示。
与4的结果一样。
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