当前课程知识点:量子力学(上) >  第四章 力学量用算符表示 >  4.2 厄密算符的主要性质 >  4.2.6 一般力学量的测量几率

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4.2.6 一般力学量的测量几率在线视频

4.2.6 一般力学量的测量几率

下一节:4.2.7 不确定关系的准确形式

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4.2.6 一般力学量的测量几率课程教案、知识点、字幕

我们在这里做一下小结

在以前的几个小结中

我们提到了正交性定理

那么正交性定理说的是

同属于同一个厄密算符的

属于不同本征值的本征函数

之间是正交的

那么对于简并的本征函数

我们也可以通过

选取完备力学量集的方法

来去除简并

我们要问

我们这么做的目的是什么

我们这么做的目的

就是为了理论计算

力学量的测量几率

那么具体的问题呢

就是如下

在某一个量子状态下

测量某一个力学量F

那么测量的值

一定是这个力学量的本征值

我们要问的问题就是

测量到这个本征值的

几率是多少

那么在这一小节的结尾

我们将给出一个答案

根据完备力学量集的定义

和态叠加原理

完备力学量集的全体算符的

同时本征函数

构成了表示该系统的

量子状态的正交归一

完备基底ψ_k的集合

其中k表示的是一组量子数

而不是一个量子数

那么这些同时本征函数的

正交归一

可以表示为

它的内积ψ_k和ψ_k’的内积

等于δ_kk’

δ_kk’中的k和k’

表示的是一组量子数

在上一小节的例子中

我们用nlm

来表示一组量子数

因此δ_kk’就表示为

δ_nn’乘上δ_ll’再乘上δ_mm’

那么我们之所以

要对同时本征函数

进行正交化的原因就是

这些同时的本征函数

构成了

表示该系统的

任意量子状态的完备基底

这就是说

系统的任何状态

都可以展开为

这个基底的线性组合

数学上可以表示为ψ

等于数a_k乘上

同时本征函数ψ_k

再对k求和

那么我们看到

a_k也表示了在波函数ψ中

包含了多少ψ_k的成分

那么这个a_k

我们可以用下面的方法求得

我们将ψ_k’和ψ做内积

我们把

这个线性组合的表达式

代入到这个内积中

然后利用内积的一些性质

我们得到了以下的表达式

等于a_k乘上ψ_k’和ψ_k的内积

然后对k求和

由于ψ_k是正交归一的

因此ψ_k’和ψ_k的内积

就是δ_k’k

当k’等于k时

这个δ_k’k

等于1

当k’不等于k时

δ_k’k等于零

因此我们就得到a_k’

我们将k’写成k

因此这展开式中上系数a_k

就是ψ_k和ψ的内积

我们知道

波函数是归一的

那么ψ的归一化就体现为ψ

这个波函数的内积等于1

我们还可以将

波函数ψ的线性组合

代入到这个内积中

那么通过内积的一些性质

我们可以得到ψ

自身的内积就等于

a_k模的平方对k求和

那么在这里我们就发现

a_k模的平方

实际上是一种几率

具体的说

a_k模的平方

是在状态ψ下

测量完备力学量集的

各个力学量时

得到的一组量子数k

所对应的那些本征值的几率

或者说a_k模的平方

也代表了状态ψ中

包含状态ψ_k的几率

这样我们就回答了

这一小节

开始的时候

提出的问题

知道了这些力学量的

测量几率

我们想知道

这些力学量的平均值

以及涨落

这将导出

不确定关系的

准确形式

量子力学(上)课程列表:

序言

-引言

--引言

第一章 量子力学的历史渊源

-1.1 普朗克的光量子假说

--1.1.1 黑体辐射的能谱

--1.1.2 普朗克假说

--1.1.3 光电效应

--1.1.4 康普顿效应

-1.2 玻尔的原子结构模型

--1.2.1 氢原子光谱和弗兰克-赫兹实验

--1.2.2 玻尔模型

--1.2.3 索末菲量子化条件

-1.3 德布罗意的物质波假说

--1.3.1 德布罗意假说

--1.3.2 微观粒子波动性的实验

-第一章 量子力学的历史渊源--第1周作业

第二章 波函数与薛定谔方程

-2.1波函数

--2.1.1 波粒二象性的意义

--2.1.2 波函数的统计诠释

--2.1.3 波函数的归一化

--2.1.4 态叠加原理

--2.1.5 动量分布几率

--2.1.6 不确定关系

--2.1.7 力学量的平均值和力学量的算符表示

--2.1.8波函数应满足的要求

-第二章 波函数与薛定谔方程--第2周作业

-2.2 薛定谔方程

--2.2.1 薛定谔方程的引入

--2.2.2 几率守恒定律

--*2.2.3量子力学的初值问题 自由粒子的传播子

--2.2.4 定态薛定谔方程 能量本征方程

--2.2.5 非定态 薛定谔方程的一般解

--2.2.6 一般系统的薛定谔方程

--2.2.7 量子力学的表象

--2.2.8 量子力学中的测量 波包坍缩

-第二章 波函数与薛定谔方程--第3周作业

第三章 一维势场中的粒子

-3.1一维运动问题的一般分析

--3.1.1 一维定态薛定谔方程的解的一般特征

--3.1.2 关于一维定态薛定谔方程的解的基本定理

--3.1.3 一维定态的分类 束缚态和非束缚态

--3.1.4一维束缚态的一般性质

-第三章 一维势场中的粒子--第4周作业

-3.2 方势阱

--3.2.1 一维无限深势阱

--3.2.2 对称有限深方势阱

-3.3 δ函数势阱

--3.3.1 函数的定义和主要性质

--3.3.2 一维δ函数势阱中的束缚态

--3.3.3 δ函数势阱与方势阱的关系

-第三章 一维势场中的粒子--第5周作业

-3.4 线性谐振子

--3.4.1 方程的无量纲化和化简

--3.4.2 厄密多项式

--3.4.3 线性谐振子的能级和波函数

-3.5 一维散射问题

--3.5.1 一维散射问题的一般描述方法

--3.5.2 方势垒的量子隧穿

--3.5.3 方势阱的共振透射

-第三章 一维势场中的粒子--第6周作业

-*3.6 δ势的穿透

--3.6.1 δ势垒的穿透

--3.6.2 δ势阱的穿透

-*3.7 周期性势场中的能带结构

--*3.7.1 有限平移不变性,弗洛盖-布洛赫定理

--*3.7.2克勒尼希-彭尼模型,能带的形成

--第三章 一维势场中的粒子--第7周作业

第四章 力学量用算符表示

-4.1 算符及其运算

--4.1.1 基本的和导出的力学量算符

--4.1.2 线性算符

--4.1.3 算符的运算和厄密算符

--4.1.4算符的对易关系

-第四章 力学量用算符表示--第8周作业

-4.2 厄密算符的主要性质

--4.2.1 算符的本证方程

--4.2.2 厄密算符的本征值

--4.2.3 本征函数系的正交性

--4.2.4 简并情形 共同本征函数

--4.2.5 力学量的完备集

--4.2.6 一般力学量的测量几率

--4.2.7 不确定关系的准确形式

-第四章 力学量用算符表示--第9周作业

-4.3 动量本征函数的归一化

--4.3.1 动量本征函数在无穷空间中的归一化

--*4.3.2 动量本征函数的箱归一化

-4.4 角动量算符的本征值和本征态

--4.4.1角动量算符的球坐标表示

--4.4.2 角动量算符z的本征值和本征函数

--4.4.3 角动量平方算符的本征值和本征函数

--4.4.4 球谐函数的基本性质

-第四章 力学量用算符表示--第10周作业

第五章 量子力学中的对称性与守恒量

-5.1 量子力学中的守恒量

--5.1.1 力学量的平均值随时间的演化

--5.1.2 量子力学里的守恒量 好量子数

--*5.1.3 能级简并与守恒量

--*5.1.4 维里定理

-5.2 对称性与守恒量

--5.2.1体系的对称变换 幺正变换

--5.2.2 空间平移不变性与动量守恒

--5.2.3 空间旋转不变性与角动量守恒

--5.2.4 离散对称性及离散守恒量

-第五章 量子力学中的对称性与守恒量--第11周作业

-5.3 全同粒子系统波函数的交换对称性

--5.3.1多粒子体系的描写

--5.3.2 全同粒子的不可区别性

--5.3.3波函数的变换对称性和粒子的统计性质

--5.3.4交换对称或反对称波函数的构成 泡利不相容原理

--5.3.5 自由电子气 费米面

-*5.4 Schrödinger图画和Heisenberg图画

--*5.4.1 薛定谔方程初值问题的形式解

--*5.4.2 薛定谔图画

--*5.4.3 海森堡图画

-第五章 量子力学中的对称性与守恒量--第12周作业

第六章 中心力场

-6.1 中心力场中粒子运动的一般性质

--6.1.1中心力场中薛定谔方程的约化

--6.1.2约化径向方程与一维薛定谔方程的比较

--*6.1.3 二体问题的分解 相对运动

-*6.2 球无限深势阱

--*6.2.1球坐标系中的自由粒子波函数

--*6.2.2球无限深势阱中能级的确定

-第六章 中心力场--第13周作业

-6.3 三维各向同性谐振子

--6.3.1 三维各向同性谐振子在直角坐标系中的解

--6.3.2球坐标系中的解 缔合拉盖尔多项式

-6.4 氢原子和类氢离子

--6.4.1 径向方程的化简及其解

--6.4.2 氢原子和类氢原子的能级和波函数

--6.4.3 氢原子的轨道磁矩 g因子

--6.4.4 碱金属原子的能级

--*6.4.5 电子偶素 电子偶素湮灭的EPR佯谬

第七章 带电粒子在电磁场中的运动

-7.1 带电粒子在电磁场中的薛定谔方程

--7.1.1 带电粒子在电磁场中的经典哈密顿量 正则动量

--7.1.2 带电粒子在电磁场中的薛定谔方程 规范条件

--7.1.3 经典的和量子的规范不变性

-*7.2 朗道能级

--7.2.1 带电粒子在均匀磁场中的经典运动

--7.2.2 带电粒子在均匀磁场中的量子运动 朗道能级

--*7.2.3 朗道能级的简并度

-*7.3 阿哈罗诺夫-博姆(Aharonov-Bohm)效应

--*7.3.1 费曼的路径振幅

--*7.3.2 无线长螺线管的矢量势

--*7.3.3 阿哈罗诺夫-博姆效应和不可积相因子

4.2.6 一般力学量的测量几率笔记与讨论

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