周世勋《量子力学教程》第二版课后习题解答

"《量子力学教程》周世勋原著第二版课后答案，高教出版社出版，包含了量子力学课程的习题详细解答，包括七章内容：绪论、波函数和薛定谔方程、力学量的算符表示、态和力学量的表象、微扰理论、弹性散射以及自旋和全同粒子。" 量子力学是物理学的一个分支，主要研究微观粒子如电子、光子等的行为。周世勋的《量子力学教程》是学习这一领域的经典教材之一，第二版更是经过了完善的修订。课后习题答案详解对于学生深入理解和掌握量子力学的基本概念、原理和方法至关重要。 1. 绪论部分介绍了量子力学的起源和基本假设，例如海森堡的测不准原理和波粒二象性，以及deBroglie提出的物质波理论。例如，题目中涉及的deBroglie波长计算，是根据λ=h/p公式进行的，其中λ是波长，h是普朗克常数，p是动量。 2. 波函数和薛定谔方程是量子力学的基础，薛定谔方程描述了一个粒子在势场中的运动状态。解薛定谔方程可以得到波函数，从而得到粒子的力学量如能量、动量的概率分布。 3. 力学量的算符表示是量子力学中的重要概念，如位置、动量和角动量的算符，它们在量子力学的希尔伯特空间中定义，并通过算符作用于波函数来求取相应力学量的期望值。 4. 态和力学量的表象，包括定态、波动力学和矩阵力学，讨论了如何在不同的表象下描述量子系统，如坐标表象、动量表象和角动量表象。 5. 微扰理论是处理复杂量子系统的关键工具，它允许我们近似求解不能精确求解的薛定谔方程，例如处理原子光谱和分子结构等问题。 6. 弹性散射是量子力学中处理粒子碰撞的一种方式，通过散射截面和散射角度的计算，可以理解粒子在相互作用后的分布。 7. 自旋和全同粒子的概念是量子力学对多粒子系统的重要贡献，自旋是粒子的内在角动量，而全同粒子的统计性质如泡利不相容原理影响着原子、分子乃至凝聚态物理中的诸多现象。 通过这些习题的解答，学生可以深化对量子力学基本原理的理解，提高解决实际问题的能力，为后续深入研究量子力学以及相关领域的应用打下坚实基础。