子位相算符,并研究位相符本征态的性质。
在经典电磁场理论中,通常把复振幅写成实数振幅与位相因子的乘
积,相似的把算符a和a+也写成振幅与位相算符的乘积
a ““+ 1/2exp 却 a+ exp
一
i
o
aa+
2.29
这样定义位相算符为
exp ip
∞
+
一
1
虎
2.30
由于 ∞‘
P
一
i
妒
。
+
aa+
一
1
2.31
∽Ⅱ以
则有
ezp 2.32
算符exp iT 用数态展开,得
f 2.33
exp !P ∑.j” 0
[exp if , 哪 却 +] l
1
l exp iT J
,l+l exp 一i舻 『n 1 2.34
表明SG位相算符是非么正的,也是非厄米算符,是不对应可观测的
ip
e
.
zp
~
劬
1
??9??
北方交通大学硕士学位论文
物理量,司定义如F的J巳米算符
c。s9:l[ezp ip +口≯ 一icp ]
咖铲 扛唧 印 一2.35
可以证明
[72,cosq’] 一isin9
[n2.36
这表明13.和平不可能同时确定,利用量子力学中测不准关系,对任意
两力学量A和B有
,
5
妇
妒
]
exp 一
i
妒 ]
icosp
LkA2.37
则有 .
△
B
≥
丢
[A
,
B]
2.38
2.39
与经典
AnAcos9≥百1 [n,f吣妒] 百1
“
”
p 同理 AnAsinl;
o
≥
寺
cosq
, 表明光子数和位相不能同时精确地测定,这是量子化电磁场电磁场的根本区别。 可以证明co婶和sinp是不对易的,表明它们不能同时精确
测定,也没
有共同表征态。但是在一定的极限条件下,cosp和si∞可以有共同本征
表示,取
2
I
004
态i妒 。I妒 为位相态,它可以用光子数态l Z |P fim S+1 1/2。 .
。 s一∞ n 的线性叠加 1\ i以p