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泡力算符

发布时间:2023-06-04 13:07:07

『壹』 请教一道量子泡利算符的问题

不知道啊,试卷是这样写的,当然这试卷是别人的回忆版!!![s:2][s:2][s:2][s:2]

『贰』 为什么不能都用反对易性求泡利算符如图

在Sz表象下,算符Sx和算符Sy可以理解为是等价的。图片中的两种结果都正确,应用于具体题目中时结果也是一样的。

『叁』 泡利算符是由二阶复矩阵得出,那是否还可能存在一个一维的复量是我们还没有发现的自由度

Pauli矩阵是用来描述自旋的,不是用来描述空间坐标的,所以不用3维。取定二维的原因是电子的自旋只有1/2和-1/2
如果楼主能找出电子自旋的第三种可能,到时再加一个自由度也可以。

『肆』 量子力学的小问题求解答 [σ,σ]= 问了老师几遍 但没听懂。。

这是空间分量泡利算符的对易关系吧?

[σx,σy]=σxσy-σyσx=2iσz
因为自旋算符的对易关系是:[Lx, Ly] = ihLz

而σ=2L/h

『伍』 小白求教一道量子力学题目 泡利算符 σz的归一化本征态为|±>,即σz|±>=±|±>

1)(貌似楼主题目给错了,那个应该是σx|+>=e^iα|->,或者说σx|->=e^iα|+>,我就证σx|+>=e^iα|->)
思路:看后面的结果,让你证明它是|->这个态,前面乘上一个相位因子,说明先要证明结果它是σz的本征值为-1的本征态,由于所有σz的所有-1本征态必然分属于它的子空间,所以必然是|->的常数倍,再证明它是归一化的,也就是前面的常数只是相位因子,绝对值等于1。
证明:想要证明σx|±>是σz的本征态,只要把σz作用上去看它等于什么。
σz(σx|+>)
=σzσx|+>
=-σx(σz|+>)(利用对易式σzσx=-σxσz,让σz先作用,σx后作用)
=-σx|+>
综合起来看,就是σz(σx|+>)=-(σx|+>)
也就是σx|+>对于σz来说,是本征值为-1的一个态,所以σx|+>=C|->(C为复常数)
另一方面,σx|+>自己和自己内积,得到模的平方=<+|σ²x|+>=<+|+>=1(用到了σ²x=1和|+>的归一性)
所以前面的常数|C|=1也就是C=e^iα。

2)就利用第一问的结果。
同理可以证明σx|->=|+>(α=0)(过程和1一模一样,不详述)
所以iσy|+>=σx(σz|+>)=σx|+>=|->所以σy|+>=-i|->。
同理iσy|->=-|+>即σy|->=i|+>

大致就是这样吧,过程我写得很详细了,楼主看看我的计算有没有错误。这道题应该是个基本概念题,主要考察本征态和本征值的概念。

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