第四章态和力学量的表象
量子态是态矢量空间中的一个矢量,矢量可以选用不同的基底来表示,不同的基底也就是表象理论中的不同的表象
量子力学中态和力学量的具体表示方式称为表象。以前所采用的表象是坐标表象。这一章我们讨论其他表象,并介绍文献中常用的狄喇克符号。
一个矢量在直角坐标系中可用三个分量表示,在球坐标系中用三个分量表示。在不同的坐标系中用不同的分量表示。
一、波函数在动量表象中的表示
动量本征函数
且组成完全系,态可以用的本征函数展开
展开式中系数:
若态是归一化函数
§ 态的表象
在范围中的概率。
是粒子在态中测量粒子动量
在范围中概率;
是粒子在态中测量粒子位置
已知, 则能确定,表明二者是
描述同一个状态。
是动量表象中的波函数。
是坐标表象中波函数。
例1: 求动量为的自由粒子波函数在动量表象中的表示
解:
动量为的自由粒子在坐标表象中的波函数
在动量表象中,动量为的自由粒子波函数
是以动量为变量的函数。
坐标算符在坐标表象中对应于确定值为的
本征函数是以坐标为变量的本征函数。
对任意波函数有:
表明是波函数在坐标表象中的表示。
二、波函数在力学量Q表象的表示(分立谱)
波函数用力学量算符Q的本征函数展开
已知力学量Q的本征值:
对应的本征函数:
即:
且
是在Q表象中的表示.
称为量子态在Q表象中的表示。
2、矩阵表示
1、定义
波函数用力学量算符Q的本征函数展开,所得到的全部展开系数组:
可用一列矩阵表示:
量子态
在Q表象中的表示:
矩阵的共轭为
简记为:
Q表象,实际上就是以Q算符的本征函数为基底的表象.
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