当前课程知识点:量子力学(上) >  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 >  5.1.2 量子力学里的守恒量 好量子数

返回《量子力学(上)》慕课在线视频课程列表

5.1.2 量子力学里的守恒量 好量子数在线视频

5.1.2 量子力学里的守恒量 好量子数

下一节:*5.1.3 能级简并与守恒量

返回《量子力学(上)》慕课在线视频列表

5.1.2 量子力学里的守恒量 好量子数课程教案、知识点、字幕

然后

我们就可以来进一步研究

量子力学里的守恒量的意义

首先我们来考虑

算符和时间

不明显相关的情形

如果算符 Â

和时间不明显相关

而且和哈密吨量算符 Ĥ

是对易的

那么根据埃伦费斯特定理

A 的平均值

就不随时间而变化

也就是说 A 的平均值

对 t 的导数等于零

实际上如果 Â 和 Ĥ

可以对易的话

我们还可以证明更强的结果

那就是

不但 A 的平均值

不随时间而改变

而且 A 的几率分布

也不随时间而改变

所以在这个时候

我们可以很合理地

称力学量 A 是一个守恒量

当然

这是在量子力学的意义上

来谈的

由于在很多情况下

表征一个力学量的本征值

是通过一些量子数

在 Â 是守恒量的时候

表征力学量 Â 的本征值的

那个量子数被称为好量子数

但是在量子力学里

还有可能是算符

显然和时间有关

这种情形出现在

哈密顿量算符

也就是说

量子力学里的大多数算符

不显含时间

只有哈密顿量算符是个例外

对于哈密顿量算符

如果我们返回去看

埃伦费斯特定理的话

那么哈密顿量算符和它自己

当然总是对易的

但是埃伦费斯特定理里边

还有第一项是算符

对时间的偏微分

这一项

对于哈密顿量算符来说

是应该保留的

所以说埃伦费斯特定理

应用到哈密顿量算符的时候

就变成了

H 的平均值的时间导数

是 Ĥ 的时间偏导数的平均值

当然如果

Ĥ 本身是和时间无关的

也就是说

这个偏导数等于零的话

那么 H 的平均值

就不再和时间有关了

而且 H 的各种测量结果

也不再和时间有关

所以说 H 就称为守恒量

同时我们还知道

在这个时候

哈密顿量的意义就是能量

所以 H 的平均值直接记为

E平均

对于量子力学里的

守恒量的意义

有些地方

需要做一些比较明确的理解

这里我们分别来说明一下

第一点

在量子力学里边

我们有一个名词

叫作某个力学量有确定值

现在我们又谈到

某个力学量是守恒的

这两个概念

是有原则的区别的

所谓的力学量 A 有确定值

意味着

这个系统处在 A 的本征态上

但是

这个概念并不涉及量子态

如何随时间去演化

反过来说

如果我们说

某个力学量 A 是守恒的

那么就意味着它的测量结果

不随时间而改变

但是这并不是说系统

一定要处在它的本征态上

也就是说

我们测量

这个力学量 A 的数值的时候

不同的测量可能给出

不同的结果

当然在一定的情况下

这二者是互相联系的

那就是如果 A 是守恒量

而且系统在初始的时刻

就处在 A 的本征态

那么此后它在任意的时刻

都处在 A 的本征态

应该注意的第二点是

一个量子系统

可能有许多的守恒量

但是它们未必都彼此对易

因为守恒的判据是

代表这个力学量的算符

和 Ĥ 可以对易

但是如果我们有

不同的守恒量的话

它们彼此之间

是不一定是彼此对易的

这意思就是说

它们未必同时都能有确定值

其实这和它们都守恒

也就是说

平均值不随时间而改变

是并不矛盾的事情

第三点要注意

区别定态和守恒

这两个不同的概念

如果系统是处于定态的

那么任何力学量的测量结果

都不随时间而改变

当然也包含

任何力学量的平均值

都不随时间而改变

但是要注意

定态只是量子系统的一种

特殊的状态

一般而言

量子系统不一定处在定态

所以我们不能就因此说

任何力学量都是守恒的

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

5.1.2 量子力学里的守恒量 好量子数笔记与讨论

也许你还感兴趣的课程:

© 柠檬大学-慕课导航 课程版权归原始院校所有,
本网站仅通过互联网进行慕课课程索引,不提供在线课程学习和视频,请同学们点击报名到课程提供网站进行学习。