【解】 在
表象中
,
在
表象中的矩阵表示为
,
设 的本征值为 ,相应本征矢为
,本征方程为
=
解久期方程
,
将
代入本征方程
由归一化条件
对应的本征矢为
同样: 对应的本征矢为
通过本题讨论我们发现, 是 征值为
。
的本征值为 ,自旋算符
,如有
在任意方向上的分量 的本征值为
的本征值也,
的本
。也进一步推广,对任一种角动量算符
则
在任意方向上的分量 的本征值的可能值也为
5. 有一个定域电子(不考虑轨道运动)受均匀磁场作用,磁场指向正
,设
时电子的自旋向上,即
求
时
方向,磁作用势为
的平均值。
[解] 设自旋函数
在表象中
体系的哈密顿算符可表示为 则自旋态所满足的薛定谔方程为
同理
又 , 自旋
再由 即
6. 在自旋态
中,求
【解】
同理
7. 已知电子的态函数为
其中 已归一化
为
,
为
, 的几率。
求(1).同时测量
(2).电子自旋向上的几率。
(3). 和
平均值。
[解]首先验证态函数是否归一化 [erfwfff1]
① 同时测量
为 , 为 的几率
② 电子自旋向上的几率:
③