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Summary

1 波粒二象性:量子力学的基础

波粒二象性

一切物质同时具有波的特质(频率、波长、叠加原理->干涉衍射)和粒子的特质(动量、能量、动量守恒->碰撞)。

实验表征

  • 波动派典型

光的粒子性:光电效应、普朗克散射

光的波动性:光的干涉与衍射

  • 粒子派典型

电子的粒子性:碰撞动量守恒

电子的波动性:电子干涉实验

  • 波的粒子性

波的波动性:显然

波的粒子性:能量量子化

  • 粒子的波动性

粒子的粒子性:显然

粒子的波动性:德布罗意波

公式表示

\[ E=hv,\vec{p}=\hbar\vec{R}=\frac n\lambda\vec{e}_p \]

波动性和粒子性不能同时被测量

2 波函数:如何确定一个粒子的特性

形式性质

  • 归一化:
\[ \int_{-\infty}^{\infty}|\bar{\Psi}(x,t)|^{2}dx=1 \]

概率

  • 概率密度

  • 概率流密度

力学量平均值

波函数性质

  • 有限性

  • 连续性

  • 单值性

一般自由粒子的波函数

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3 薛定谔方程 一维定态问题

自由粒子

有限深方势阱

无限深方势阱

Delta函数势

组合势

4 数学工具 理论基础

左矢、右矢 Hilbert空间

线性算符

测量与可观测量

表象和表象变换

定态 时间演化

5 守恒量和对称性

6 三大基本应用

一维谐振子

角动量

自旋

7 中心力场

8 带电粒子在电磁场中的运动——量子力学解

9 全同粒子

10 微扰

不含时微扰

非简并微扰

简并微扰

含时微扰

11 变分法

12 散射问题

13 绝热近似

14 海森堡表象与相互作用表象