2013年杭州师范大学考研试题 722量子力学

2009级B 班量子力学考试试题-杭州师范大学姓名 武晓琳 得分一、 填空题（18分）1.写出含时薛定谔方程 。

2.完成位置和动量的对易关系：[]=x px ˆ, ，其位置动量不确定关系的公式是 。

3.量子力学中力学算符必须是 算符，以保证它的本征值为 数。

4.设()φθψ,,r nlm 设为氢原子的能量本征函数，完成以下积分：τψψd L nlm V Z nlm ⎰*ˆ= ，τψψd L nlm Vnlm ⎰*2ˆ= 。

5.玻色子和费米子自旋的特点是 ，费米子服从 统计，玻色子服从 统计。

二、 简答题（28分）1. 简述你对量子力学中微观波粒二象性概念的理解。

2. 叙述量子力学中物理量与厄米算符关系以及厄米算符与力学量测量值之间的关系。

3. 当量子力学体系的势能与时间无关时，从薛定谔方程出发推导出定态薛定谔方程。

4. 量子力学中微观粒子的状态对应希尔伯特（Hilbert ）空间的一个矢量，叙述量子力学中的表象变换在希尔伯特空间对应什么？5. 电子自旋角动量有什么特点？在S z 表象中，写出自旋角动量三个分量的矩阵表示。

6. 什么是全同粒子，叙述全同粒子波函数 的性质。

7. （20分）设氦原子中的两个电子处于1s2p 态，两个电子的空间波函数分别为100ψ，1）写出电子两个可能的空间波函数和四个可能的自旋波函数；2）写出两个电子交换反对称的总波函数（同时考虑空间自由度和自旋自由度）。

三、（14分）泡利矩阵表示：⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫- ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=1010,00,0110z y x i i σσσ，对任意方向：()θϕθϕθcos ,sin sin ,cos sin =n ，求n n ⋅=σσ的本征值及本征矢，验证不同本征值对应的本征矢相互正交。

四、（15分）对()Z L L ,2的共同本征态11Y ，证明(1);0==y x L L;022==y x L L （3）求L x 的可能测量值及相应概率。

在很多年之前我从来不认为学习是一件多么重要的事情，那个时候我混迹于人群之中，跟大多数的人一样，做着这个时代青少年该做的事情，一切都井井有条，只不过，我不知做这些是为了什么，只因大家都这样做，所以我只是随众而已，虽然考上了一个不错的大学，但，我的人生目标一直以来都比较混乱。

但是后来，对世界有了进一步了解之后，我忽而发现，自己真的不过是这浩渺宇宙中的苍茫一粟，而我自身的存在可能根本不能由我自己来把握。

认识到个体的渺小之后，忽然有了争夺自己命运主导权的想法。

所以走到这个阶段，我选择了考研，考研只不过是万千道路中的一条。

不过我认为这是一条比较稳妥且便捷的道路。

而事到如今，我觉得我的选择是正确的，时隔一年之久，我终于涅槃重生得到了自己心仪院校抛来的橄榄枝。

自此之后也算是有了自己的方向，终于不再浑浑噩噩，不再在时代的浪潮中随波逐流。

而这一年的时间对于像我这样一个懒惰、闲散的人来讲实在是太漫长、太难熬了。

这期间我甚至想过不如放弃吧，得过且过又怎样呢，还不是一样活着。

可是最终，我内心对于自身价值探索的念头还是占了上峰。

我庆幸自己居然会有这样的觉悟，真是不枉我活了二十多个春秋。

在此写下我这一年来的心酸泪水供大家闲来翻阅，当然最重要的是，干货满满，包括备考经验，复习方法，复习资料，面试经验等等。

所以篇幅会比较长，还望大家耐心读完，结尾处会附上我的学习资料供大家下载，希望会对各位有所帮助，也不枉我码了这么多字吧。

杭州师范大学物理学的初试科目为：(101)思想政治理论和(201)英语一或(203)日语(723)量子力学和(832)普通物理学参考书目为：1.《量子力学教程》，周世勋编著，高等工教育出版社2.《大学基础物理学》（上下册）张三慧，清华大学出版社先谈谈英语吧其实英语每什么诀窍，就是把真题读透彻，具体方法我总结如下：第一，扫描提干，划关键项。

第二，通读全文，抓住中心。

1. 通读全文，抓两个重点：①首段（中心句、核心概念常在第一段，常在首段出题）；②其他各段的段首和段尾句。

量子力学考研试题及答案一、单项选择题（每题5分，共20分）1. 量子力学中，波函数的平方代表粒子的什么物理量？A. 动量B. 能量C. 位置D. 概率密度答案：D2. 以下哪项是海森堡不确定性原理的表述？A. 粒子的位置和动量可以同时精确测量B. 粒子的位置和动量不能同时精确测量C. 粒子的能量和时间可以同时精确测量D. 粒子的能量和时间不能同时精确测量答案：B3. 薛定谔方程描述的是：A. 经典力学B. 电磁学C. 量子力学D. 热力学答案：C4. 泡利不相容原理适用于：A. 光子B. 电子C. 质子D. 中子答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 根据量子力学，一个粒子的波函数可以表示为 \(\psi(x, t)\)，其中 \(x\) 代表粒子的________，\(t\) 代表时间。

答案：位置2. 量子力学中的波粒二象性表明，粒子既表现出________的性质，也表现出粒子的性质。

答案：波动3. 量子力学中，一个粒子的能量可以表示为 \(E =\frac{p^2}{2m}\)，其中 \(p\) 代表粒子的________。

答案：动量4. 量子力学中的隧道效应是指粒子可以穿过________的势垒。

答案：经典物理认为不可能三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述德布罗意波的概念及其在量子力学中的意义。

答案：德布罗意波是指物质粒子（如电子）具有波动性，其波长与粒子的动量成反比。

在量子力学中，这一概念是波函数理论的基础，它表明粒子的行为不能完全用经典力学来描述，而是需要用波动方程来描述。

2. 描述一下量子力学中的量子态叠加原理。

答案：量子态叠加原理是指一个量子系统可以同时处于多个可能状态的叠加，直到进行测量时，系统才会坍缩到其中一个特定的状态。

这一原理是量子力学的核心特征之一，它导致了量子力学的非经典行为和概率解释。

3. 解释什么是量子纠缠，并给出一个实际应用的例子。

答案：量子纠缠是指两个或多个量子粒子之间存在的一种非经典的强关联，即使它们相隔很远，一个粒子的状态改变会即时影响到另一个粒子的状态。

目　录2015年杭州师范大学721量子力学考研真题2014年杭州师范大学721量子力学考研真题2013年杭州师范大学722量子力学考研真题2012年杭州师范大学719量子力学考研真题2011年杭州师范大学726量子力学考研真题2010年杭州师范大学716量子力学考研真题2009年杭州师范大学715量子力学考研真题2008年杭州师范大学715量子力学考研真题2007年杭州师范学院715量子力学考研真题2006年杭州师范学院量子力学考研真题2015年杭州师范大学721量子力学考研真题考试科目代码：　721　考试科目名称：量子力学一、填空题（每空3分，共30分）、1．根据德布罗意波粒二象性，能量为E, 动量为p 的微观粒子，与对应的波动的频率和波长的关系式分别是　，　。

2.完成对易关系：　，。

3.量子力学中的薛定谔方程的形式为　，定态薛定谔方程为　，从定态的解出发构造薛定谔方程的一般解的表达形式为。

4.设两力学量算符满足对易关系，则力学量A和B的测不准关系式为。

5.全同粒子体系的波函数的特点是，原因是。

二、简答题（每题6分，共30分）1．量子力学中微观粒子的波粒二象性与光的波粒二象性有什么区别?2．叙述量子力学中物理量算符的性质以及与力学量测量值之间的关系。

3．说明当势能是偶函数时，定态薛定谔方程的解总可以写成偶函数或者奇函数的形式。

4．叙述（或者通过变换关系式描述）你对量子力学中的表象变换的理解。

5．如何理解电子的自旋？三、计算题（90分）1．（15分）质量为的粒子，在一维无限深势阱中中运动。

求（1）求粒子的能量本征值和本征函数；（5分）（2）若时，粒子处于状态上，其中，为粒子能量的第个本征态。

求时能量的可测值与相应的取值几率；（5分）（3）求时的波函数及能量可测值与相应的取值几率。

（5分）2．（10分）设为氢原子的能量为E n定态波函数，当t=0时氢原子处于状态求：（1）氢原子能量及其几率；（4分）（2）轨道角动量平方的可能值，可能值出现的几率以及的平均值；（4分）（3）分量的可能值，可能值出现的几率以及的平均值；（2分）3．（15分）假设量子系统的基态为，求：（1）势能的平均值；（5分）（2）动能的平均值；（5分）（3）动量的几率分布函数。

量子力学考研试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 量子力学中，粒子的波函数ψ(x,t)描述了粒子的哪种物理量？A. 粒子的位置B. 粒子的动量C. 粒子在空间的分布概率D. 粒子的能量答案：C2. 海森堡不确定性原理表明了哪两个物理量的不确定性之间存在关系？A. 位置和能量B. 动量和时间C. 动量和位置D. 时间和能量答案：C3. 在量子力学中，一个粒子的波函数在某个位置的概率密度是该波函数在该位置的什么？A. 绝对值的平方B. 对数C. 导数D. 积分答案：A4. 根据泡利不相容原理，一个原子中的两个电子不能具有完全相同的一组量子数，这些量子数包括哪些？A. 主量子数和磁量子数B. 主量子数、磁量子数和自旋量子数C. 所有四个量子数D. 主量子数和自旋量子数答案：B5. 薛定谔方程是一个描述什么的波动方程？A. 粒子的波动性质B. 粒子的运动轨迹C. 粒子的能量分布D. 粒子的动量分布答案：A6. 在量子力学中，一个系统的状态可以用哪种数学对象来描述？A. 矩阵B. 向量C. 张量D. 标量答案：B7. 量子力学中的隧穿效应是指什么？A. 粒子通过一个高于其能量的势垒B. 粒子在两个势垒之间振荡C. 粒子在势垒内部反射D. 粒子在势垒外部反射答案：A8. 在量子力学中，一个二能级系统在两个能级间跃迁时，必须吸收或发射一个具有特定能量的光子，这个能量差是由什么决定的？A. 两个能级的差B. 光子的频率C. 系统的总能量D. 系统的动量答案：A9. 量子纠缠是指两个或多个粒子之间的一种什么关系？A. 经典力学关系B. 量子力学关系C. 热力学关系D. 电磁相互作用答案：B10. 下列哪个原理说明了在量子力学中测量一个物理量会改变系统的状态？A. 海森堡不确定性原理B. 哥本哈根解释C. 德布罗意假说D. 薛定谔猫佯谬答案：B二、简答题（每题10分，共40分）11. 简述德布罗意假说的内容及其对量子力学发展的意义。