Statistics of low-energy levels of a one-dimensional weakly localized Frenkel exciton A num

目录1.05年北师大物理类各方向2.05年长光所3.05年东南大学4.05年中科大5.05年南京大学6.05年华中科大7.05年吉林大学（原子所）8.05年四川大学（原子与分子）9.05年北京理工10.05年河北理工11.05年长春理工北京师范大学2005年招收硕士研究生入学考试试题专业:物理类各专业科目代号:459研究方向:各方向考试科目:量子力学[注意]答案写在答题纸上，写在试题上无效。

1.(20分)一个电子被限制在一维谐振子势场中，活动范围求激发电子到第一激发态所需要的能量（用ev表示）（，，）提示：谐振子能量本征函数可以写成2.（30分）一个电子被限制在二维各向同性谐振子势场中（特征频率为）。

（1）写出其哈密顿量，利用一维谐振子能级公式找到此电子的能级公式和简并度。

（2）请推导电子的径向运动方程。

并讨论其在时的渐近解。

提示：极坐标下3．（50分）两个质量为的粒子，被禁闭在特征频率为的一维谐振子势场中，彼此无相互作用（此题中波函数无须写出具体形式）：（1）如果两个粒子无自旋可分辨，写出系统的基态（两个都在自己的基态）和第一激发能级（即一个在基态，另一个在第一激发态）的波函数和能量（注意简并情形）。

（10分）（2）如果两个粒子是不可分辨的无自旋波色子，写出系统的基态和第一激发态的能量和波函数。

如果粒子间互作用势为，计算基态能级到一级微扰项。

（15分）（3分）如果两个粒子是不可分辨的自旋1/2粒子，写出基态能级和波函数（考虑自旋）。

如果粒子间互作用能为，计算基态能量。

（15分）（4）同（3），解除势阱，两个粒子以左一右飞出。

有两个探测器分别（同时）测量它们的y方向自旋角动量。

请问测量结果为两电子自旋反向的几率是多少？（10分）4．（30分）中心力场中电子自旋与轨道角动量存在耦合能。

总角动量，是的共同本征态。

现有一电子处于态，且。

（1）在一基近似下，可用代替，请问电子的能量与态差多少？（2）请计算该电子产生的平均磁矩，并由此计算在z方向均匀磁场B中电子的能量改变多少？（），当，，当，5．（20分）一个定域（空间位置不动）的电子（自旋1/2）处于z方向强磁场中。

第一章薛定谔方程,一维定态问题
薛定谔方程是描述量子力学中微观粒子运动的基本方程，也是研究原子、分子、固体等微观粒子体系行为的重要工具。

在一维定态问题中，我们假设粒子在一个长度为L的有限区域内运动，边界处满足一定的边界条件。

这种假设简化了问题的复杂性，使得我们能够更加深入地研究粒子在有限区域内的定态行为。

一维定态问题的薛定谔方程可以写成如下的形式：
$$-
\frac{\hbar^{2}}{2m}\frac{d^{2}\Psi(x)}{dx^{2}}+V(x)\Psi(x)=E \Psi(x)$$
其中，$\hbar$为约化普朗克常数，m为粒子的质量，V(x)为粒子在x位置处的势能，E为粒子的总能量，$\Psi(x)$为描述粒子波函数的解析函数。

一维定态问题中，由于波函数只与一个坐标x有关，因此我们可以采用分离变量的方法将波函数表示为如下形式：
$$\Psi(x)=\psi(x)e^{ikx}$$
其中，$\psi(x)$为关于x的解析函数，k为波矢。

将上式代入薛定谔方程，可将其简化为如下形式：
$$-\frac{\hbar^{2}}{2m}\psi''(x)+(V(x)-E)\psi(x)=0$$
这个简化后的方程可以通过求解得到波函数的解析表达式及对应的能量。

对于有限区域内的粒子，我们需要根据边界条件来限定波函数的形状，在定态问题中，我们通常采用周期性边界条件或硬壳边界条件。

通过分析一维定态问题的波函数和能谱，我们可以深入理解原子、分子、固体等复杂体系中微观粒子的行为规律，同时也可以为设计新的材料、光电子器件等提供理论基础和指导。

固体物理英语固体物理基本词汇（汉英对照）一画一维晶格 One-dimensional crystal lattice一维单原子链 One-dimensional monatomic chain 一维双原子链 One-dimensional diatomic chain 一维复式格子One-dimensional compound lattice 二画二维晶格 Two-dimensional crystal lattice二度轴 Twofold axis二度对称轴 Twofold axis of symmetry几何结构因子 Geometrical structure factor三画三斜晶系 Triclinic system三方晶系 Trigonal system三斜晶系 Triclinic system刃位错 Edge dislocation小角晶界 Low angle grain boundary马德隆常数 Madelung constant四画元素晶体 Element crystal元素的电负性 Electronegativities of elements元素的电离能 Ionization energies of the elements 元素的结合能 Cohesive energies of the elements 六方密堆积 Hexagonal close-packed六方晶系 Hexagonal system反演 Inversion分子晶体 Molecular Crystal切变模量 Shear module双原子链 Diatomic linear chain介电常数 Dielectric constant化学势 Chemical potential内能 Internal energy分布函数 Distribution function夫伦克耳缺陷 Frenkel defect比热 Specific heat中子散射 Neutron scattering五画布喇菲格子 Bravais lattice布洛赫函数 Bloch function布洛赫定理 Bloch theorem布拉格反射 Bragg reflection布里渊区 Brillouin zone布里渊区边界 Brillouin zone boundary 布里渊散射 Brillouin scattering正格子 Direct lattice正交晶系 Orthorhombic crystal system正则振动 Normal vibration正则坐标 Normal coordinates立方晶系 Cubic crystal system立方密堆积 Cubic close-packed四方晶系 Tetragonal crystal system对称操作 Symmetry operation对称群 Symmetric group正交化平面波 Orthogonalized plane wave电子-晶格相互作用 Electron-lattice interaction 电子热容量 Electronic heat capacity电阻率 Electrical resistivity电导率 Conductivity电子亲合势 Electron affinity电子气的动能 Kinetic energy of electron gas 电子气的压力 Pressure of electron gas电子分布函数 Electron distribution function 电负性 Electronegativity电磁声子 Electromagnetic phonon功函数 Work function长程力 Long-range force立方晶系 Cubic system平面波方法 plane wave method平移对称性 Translation symmetry平移对称操作 Translation symmetry operator 平移不变性 Translation invariance石墨结构 Graphite structure闪锌矿结构 Blende structure六画负电性 Electronegativity共价结合 Covalent binding共价键 Covalent bond共价晶体 Covalent crystals共价键的饱和 Saturation of covalent bonds 光学模 Optical modes光学支 Optical branch光散射 Light scattering红外吸收 Infrared absorption压缩系数 Compressibility扩散系数 Diffusion coefficient扩散的激活能 Activation energy of diffusion 共价晶体 Covalent Crystal价带 Valence band导带 Conduction band自扩散 Self-diffusion有效质量 Effective mass有效电荷 Effective charges弛豫时间 Relaxation time弛豫时间近似 Relaxation-time approximation扩展能区图式 Extended zone scheme自由电子模型 Free electron model自由能 Free energy杂化轨道 Hybrid orbit七画纯金属 Ideal metal体心立方 Body-centered cubic体心四方布喇菲格子 Body-centered tetragonal Bravais lattices 卤化碱晶体 Alkali-halide crystal劳厄衍射 Laue diffraction间隙原子 Interstitial atom间隙式扩散 Interstitial diffusion肖特基缺陷 Schottky defect位错 Dislocation滑移 Slip晶界 Grain boundaries伯格斯矢量 Burgers vector杜隆-珀替定律 Dulong-Petit’s law粉末衍射 Powder diffraction里查孙-杜师曼方程 Richardson-Dushman equation 克利斯托夫方程 Christofell equation克利斯托夫模量Christofell module位移极化 Displacement polarization声子 Phonon声学支 Acoustic branch应力 Stress 应变 Strain切应力 Shear stress切应变 Shear strain八画周期性重复单元 Periodic repeated unit底心正交格子 Base-centered orthorhombic lattice 底心单斜格工 Base-centered monoclinic lattices 单斜晶系 Monoclinic crystal system金刚石结构 Diamond structure金属的结合能 Cohesive energy of metals金属晶体 Metallic Crystal转动轴 Rotation axes转动-反演轴 Rotation-inversion axes转动晶体法 Rotating crystal method空间群 Space group空位 Vacancy范德瓦耳斯相互作用 Van der Waals interaction 金属性结合 Metallic binding单斜晶系 Monoclinic system单电子近似 Single-erection approximation极化声子 Polarization phonon拉曼散射 Raman scattering态密度 Density of states铁电软模 Ferroelectrics soft mode空穴 Hole万尼尔函数 Wannier function平移矢量 Translation vector非谐效应 Anharmonic effect周期性边界条件 Periodic boundary condition九画玻尔兹曼方程 Boltzman equation点群 Point groups迪. 哈斯－范. 阿耳芬效应 De Hass－Van Alphen effect胡克定律Hooke’s law氢键 Hydrogen bond亲合势 Affinity重迭排斥能 Overlap repulsive energy结合能 Cohesive energy玻恩-卡门边界条件 Born-Karman boundary condition费密-狄喇克分布函数 Fermi-Dirac distribution function费密电子气的简并性 Degeneracy of free electron Fermi gas 费密 Fermi费密能 Fermi energy费密能级 Fermi level费密球 Fermi sphere费密面 Fermi surface费密温度 Fermi temperature费密速度 Fermi velocity费密半径 Fermi radius恢复力常数 Constant of restorable force绝热近似 Adiabatic approximation十画原胞 Primitive cell原胞基矢 Primitive vectors倒格子 Reciprocal lattice倒格子原胞 Primitive cell of the reciprocal lattice 倒格子空间 Reciprocal space倒格点 Reciprocal lattice point倒格子基矢Primitive translation vectors of the reciprocal lattice倒格矢 Reciprocal lattice vector倒逆散射 Umklapp scattering粉末法 Powder method原子散射因子 Atomic scattering factor配位数 Coordination number原子和离子半径 Atomic and ionic radii原子轨道线性组合 Linear combination of atomic orbits离子晶体的结合能 Cohesive energy of inert crystals离解能 Dissociation energy离子键 Ionic bond离子晶体 Ionic Crystal离子性导电 Ionic conduction洛伦兹比 Lorenz ratio魏德曼－佛兰兹比 Weidemann－Franz ratio 缺陷的迁移 Migration of defects缺陷的浓度 Concentrations of lattice defects 爱因斯坦 Einstein爱因斯坦频率 Einstein frequency爱因斯坦温度 Einstein temperature格波 Lattice wave格林爱森常数 Gruneisen constant索末菲理论 Sommerfeld theory热电子发射 Thermionic emission热容量 Heat capacity热导率 Thermal conductivity热膨胀 Thermal expansion能带 Energy band能隙 Energy gap能带的简约能区图式 Reduced zone scheme of energy band 能带的周期能区图式 Repeated zone scheme of energy band 能带的扩展能区图式 Extended zone scheme of energy band 配分函数 Partition function准粒子 Quasi- particle准动量 Quasi- momentum准自由电子近似 Nearly free electron approximation十一画第一布里渊区 First Brillouin zone密堆积 Close-packing密勒指数 Miller indices接触电势差 Contact potential difference基元 Basis基矢 Basis vector弹性形变 Elastic deformation排斥能Repulsive energy弹性波 Elastic wave弹性应变张量 Elastic strain tensor弹性劲度常数 Elastic stiffness constant弹性顺度常数 Elastic compliance constant 弹性模量 Elastic module弹性动力学方程 Elastic-dynamics equation 弹性散射 Elastic scattering十二画等能面 Constant energy surface晶体 Crystal晶体结构 Crystal structure晶体缺陷 Crystal defect晶体衍射 Crystal diffraction晶列 Crystal array晶面 Crystal plane晶面指数 Crystal plane indices晶带 Crystal band晶向 direction晶格 lattice晶格常数 Lattice constant晶格周期势 Lattice-periodic potential 晶格周期性 Lattice-periodicity晶胞 Cell, Unit cell晶面间距 Interplanar spacing晶系 Crystal system晶体 Crystal晶体点群 Crystallographic point groups晶格振动 Latticevibration晶格散射 Lattice scattering散射 Scattering等能面 surface of constant energy十三画隋性气体晶体的结合能 Cohesive energy of inert gas crystals 滑移 Slip滑移面 Slip plane简单立方晶格 Simple cubic lattice简单晶格 Simple lattice简单单斜格子 Simple monoclinic lattice简单四方格子 Simple tetragonal lattice简单正交格子 Simple orthorhombic lattice简谐近似 Harmonic approximation简正坐标 Normal coordinates简正振动 Normal vibration简正模 Normal modes简约波矢 Reduced wave vector简约布里渊区 Reduced Brillouin zone禁带 Forbidden band紧束缚方法 Tight－binding method零点振动能 Zero-point vibration energy 雷纳德－琼斯势 Lenard－Jones potential 满带 Filled band十四画磁致电阻 Magnetoresistance模式密度 Density of modes漂移速度 Drift velocity漂移迁移率 Drift mobility十五至十七画德拜 Debye德拜近似 Debye approximation德拜截止频率 Debye cut-off frequency 德拜温度 Debye temperature霍耳效应 Hall effect螺位错 Screw dislocation赝势 Pseudopotential。