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力的算符

發布時間: 2021-04-15 03:19:17

① 量子力學中力學量和力學量的算符有什麼聯系

在量子力學中,當微觀粒子處於某一狀態時,它的力學量(如坐標、動量、角動量、能量等)一般不具有確定的數值,而是具有一系列可能值,每個可能值以一定的幾率出現。當粒子所處的狀態確定時,力學量具有某一可能值的幾率也就完全確定。例如,氫原子中的電子處於某一束縛態時,它的坐標和動量都沒有確定值,而坐標具有某一確定值r或動量具有某一確定值的幾率卻是完全確定的。量子力學中力學量的這些特點是經典力學中的力學量所沒有的。為了反映這些特點,在量子力學中引進算符來表示力學量。

算符是對波函數進行某種數學運算的符號。在代表力學量的文字上加"∧"號以表示這個力學量的算符。如坐標算符、動量算符。當粒子的狀態用波函數(r,)描寫時,坐標算符對波函數的作用就是r乘(r,),動量算符對波函數的作用則是微分:

② 量子力學中表示力學量的算符之間對易和不對易意味著什麼它們的物理意義是什麼

這個問題可以交流,不能算是回答,我談談我的理解。力學量對易表明兩個物理量可以同時被精確測定,即兩個物理量可以在同一個表象內同時取本徵值;反之不對易則表明兩個物理量不能同時准確測量,即不能在同一個表象內取本徵值。從更深層次地方面講,兩個力學量對易表明這兩個物理量可以構成力學量的完全集,一般取三個兩兩對易的力學量構成一組力學量完全集,在此完全集的本徵態可以表示全部希爾波特空間的量子態,即對易的力學量構成了整個世界。如果有問題可以討論,因為量子力學本身的意義還不像人們認識經典力學那樣深入,問題的終極方面還不能夠完全表述明白,這是仁者見仁,智者見智的理解,但是其本質應該不變。

③ 量子力學中的算符是如何得到的

問題有點搞不懂。你指的是偏導還有那些波函數的符號么,再說也沒有那麼多你說的往往的情況啊

④ 量子力學中的算符和復數算符有什麼區別啊自伴算符和共軛算符又有什麼不同呢

1. 量子力學中力學量用算符表示,記為Fhat(也就是F頭上帶個尖,念做hat,以下簡記為F)。
2. *(star)表示復數、或者是態矢量的共軛,一般書上也用復數上帶一橫杠(bar)表示,也就是復數的實部不變虛部反號。如果用狄拉克符號表示,則態a可寫作右矢|a>,其復共軛a*可寫作左矢<a|。
3. †表示算符的厄米共軛,讀作dagger(意思是短劍,匕首),它的定義為(u,F†v)=(Fu,v), 「()」表示內積。
4. 若一個算符的厄米共軛等於其自身,即F†=F則這個算符就叫厄米算符,表示力學量的算符都是厄米算符,對於有界算符,厄米性和自伴性事等價的,而對於某些無界算符,自伴性強於厄米性。原因是自伴算符還要求其基矢構成完備系。(關於厄米性和自伴性的差別,網上有很多論述,可查閱,一般情況下同等對待。)
5. 算符也可以用矩陣表示,矩陣的每個元素都是復數,對於矩陣來說,其厄米共軛就相當於每個元素取復共軛再轉置。而對一個矩陣只進行復共軛或者只進行轉置變換在量子力學中是沒有意義的。厄米算符對應的是厄米矩陣,即共軛轉置等於其自身。
6. 厄米矩陣是對稱矩陣在復數域上的推廣,由於對稱矩陣能用正交矩陣做正交變換;類似地,厄米矩陣也能用幺正矩陣來進行幺正變換,也就是力學量在不同表像之間的變換。幺正算符的定義是保內積的算符,它對應的幺正矩陣滿足厄米共軛等於它的逆,即UU†=I。
7. 厄米算符實際上是希爾伯特空間(復矢量空間)自身的一種映射,它是二階張量(實矢量空間的映射)在復矢量空間上的推廣。本質上它們都是一種映射,或者叫變換。
8. 所有可逆的算符(或者對應的矩陣)組成一般(復)線性群,所有幺正算符組成酉群;分別是一般(實)線性群和正交群在復矢量空間上的推廣。

⑤ 量子力學中的算符和力學量的關系怎樣

量子力學與經典物理不同。 經典力學中,力學量用函數表示,而在量子力學中,微觀粒子的運動狀態用波函數表示, 而可觀測力學量需要用力學量算符作用在波函數上求得(可淺顯地將力學量算符看成是測量狀態函數的儀器),作用的結果是力學量的值(本徵值或平均值)。

⑥ 為什麼說"量子力學中表示力學量的算符都是厄密算符

這是量子力學5個基本假設之一。對應下面的第3條。我來給你解釋一下。

首先,量子力學都是在Hilbert空間中描述的。厄米算符本徵值為實數,不能是虛數。任何可觀測量必須為實數,你總不能觀測虛數吧?所以,可觀測量的算符一定是厄米算符,轉置復共軛等於自身。

附:

量子力學的理論框架是由下列五個假設構成的:

  1. 微觀體系的運動狀態由相應的歸一化波函數描述

  2. 微觀體系的運動狀態波函數隨時間變化的規律遵從薛定諤方程

  3. 力學量由相應的線性厄米算符表示

  4. 力學量算符之間有確定的對易關系,稱為量子條件;坐標算符的三個直角坐標系分量與動量算符的三個直角坐標系分量之間的對應關系稱為基本量子條件;力學量算符由其相應的量子條件確定

  5. 全同的多粒子體系的波函數對於任意一對粒子交換而言具有對稱性:玻色子系的波函數是對稱的,費米子系的波函數是反對稱的。

⑦ 量子力學中力學量算符有哪些性質

量子體系的可觀測量(力學量)用一個線性厄米算符來描述,是量子力學的一個基本假設。力學量算符具有厄米算符的所有性質,比如厄米算符的平均值必為實。你可以參考《量子力學教程》曾謹言 第二版 科學出版社 第三章的內容

⑧ 量子力學里的算符怎麼理解.為什麼要算符

量子力學裡面的態滿足疊加原理,很自然就賦予它們線性空間的數學結構。根據諾特定理,系統的每個連續對稱變換(即不改變系統自身的物理結構,不影響實驗/測量結果的變換)都對應一個守恆量Q,在這些對稱變換下系統狀態的變化當然由一個矩陣(或者說算符)來描述,這個矩陣具有e^(-iTh)的形式,其中T是對應於這類變換的一個矩陣,稱為這類變換的生成元,h是該變換的一個連續參數。 假設某個物理量Q的值可以取q1,q2,q3......一般來說,對系統進行測量後Q的取值是不確定的,但當系統處於某些態的時候,測量Q的結果卻是確定的,用線性空間中的矢量|q1>,|q2>,|q3>,......來標記這些態。令Q所對應的對稱變換為e^(-iTh),那麼當系統處於——比如說——|q1>時,變換之後如果再次測量Q的話,得到的仍舊是q1,也就是說系統仍處於|q1>態(可以差一個因子),因而,由於參數h的連續性,|q1>是算符T的本徵矢量。T在以|q1>,|q2>,|q3>,......為基底的表象下的矩陣是對角的,很顯然,對角元只能跟q1,q2,q3......有關,也就是說物理量Q是用算符T來表示的,T的本徵值代表Q可取的值。

⑨ 力學量取確定值對該力學量對應的算符有什麼要求

對力學量對應的算符不變,對應的波函數應該是本徵波函數。

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