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量子力学的基本原理——物理笔记5

已有 5903 次阅读 2017-4-28 22:10 |个人分类:物理学|系统分类:科研笔记|关键词:学者| 量子力学, 公理

     1、系统的状态是希尔伯特空间的一个矢量,相差一个复数因子的两个矢量表示的是同一个状态。因此也可以说状态对应于一维子空间。

希尔伯特空间又称为态空间。

(归一化的左矢和右矢都表示系统的状态。)


2、物理量用厄米算符描述,物理量的取值是厄米算符的本征值,对应相应的本征矢量。

A un = a un(本征值方程)

系统所在的状态为Ψ,它可展开成不同物理量的本征态的叠加。

测量时,波包塌缩,进入力学量对应的厄米算符的本征态un,概率为cn的复平方,即cn2

Ψ> = cnun>cn= <unΨ>

     如果不同的本征态对应相同的本征值,则称之为本征值的简并。取这个值的概率等于相应系数的复平方之和。

    推论:物理量A在态Ψ时,测量得到的平均值为

<A> = <ΨAΨ> = ( ΨAΨ>   Ψ已经归一化)

  (厄米算符保证了本征值是实数,本征向量相互正交,本征向量组是完备的)

  (算符乘以态矢量等于另一个态矢量)


   3、系统随时间演化的规律是薛定谔方程。


H是系统的哈密顿算符,当它不含时间时,就是能量算符。

    更普遍的形式:

     Ψ(t) = U(t, t0)Ψ(t0)

   其中U是幺正算符,也称为演化算符。


4、全同粒子的态向量,当任一对粒子调换时,要么是对称的,要么是反对称的。

前者称之为玻色子,后者称之为费米子。


5、对易的算符具有相同的本征态,同时具有本征值。


不对易的算符,满足下列不等式:

δxδp≥ h/4π

h为普朗克常数,δ为标准差


   6、如果两个量子系统分别是H1,H2,则它们的组合是张量积



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