Задания по квантовой механике

    1. Найти уровни энергии в одномерной симметричной потенциальной яме: V(x) = V0 при |x| < a;  V(x) = 0 при |x| > a.

    2. Найти коэффициент отражения частицы при прохождении над одномерным потенциальным барьером V(x) = V0 при |x| < a;   V(x) = 0 при |x| > a (энергия частицы больше высоты барьера)

    3. Найти уровни энергии и вектора состояния одномерного гармонического осциллятора в постоянном внешнем поле H = p2/2m + kx2/2 - Fx. Сравнить точный ответ с первой поправкой к осцилляторным уровням энергии, если внешнее поле рассматривается как возмущение.

    4. Найти в борновском приближении амплитуду рассеяния и полное сечение рассеяния частиц в поле
    V(x) = adelta1.gif (60 bytes)(r - R).

    5. В ВКБ-приближении найти уровни энергии частицы массы m в потенциальном поле вида
    V(z) = infin1.gif (65 bytes) при z < 0; V(z) = mgz при z > 0 .

    6 Найти S-уровни энергии в сферически-симметричной яме: V(r) = -V0 при r < a; V(r) = 0 при r > a.

    7. Найти S-уровни энергии в сферической оболочке V(r) = -V0delta1.gif (60 bytes)(r - a).

    8. Найти вероятность пребывания электрона в классически запрещенной области для водородоподобного атома в основном состоянии.

    9. Найти уровни энергии и нормированные соответствующим образом волновые функции стационарных состояний заряженной бесспиновой частицы, находящейся во взаимно перпендикулярных однородных магнитном и электрическом полях.

    10. Рассчитать расщепление уровня атома водорода с n = 2 в слабом однородном электрическом поле.

    11. Пусть гамильтониан зависит от lambda как от параметра и H(lambda)|psi(lambda)> = E(lambda)|psi(lambda)>. Показать, что для нормированных на единицу векторов |psi(lambda)> имеет место соотношение
    dE(lambda)/dlambda= <psi(lambda)|dH(lambda)/dlambda|psi(lambda)>.

    12. Указать вид оператора проекции спина на произвольное направление, определяемое единичным вектором n. Чему равно среднее значение проекции спина sz = +1/2 на ось z? Каковы вероятности проекции спина +1/2 на направление n в указанных состояниях?

    13. Показать, что если оператор А - скаляр, то <J'М'|A|JМ> = delta1.gif (60 bytes)JJ'delta1.gif (60 bytes)ММ'<J|A|J> т.е. его матричные элементы диагональны по J и М и не зависят от М.

    14. Две частицы со спином 1/2 находятся в следующем состоянии: спин первой направлен вдоль оси z, а спин второй направлен вдоль оси, составляющей угол theta осью z. Найти вероятности обнаружить частицы в синглетном и триплетном состояниях по полному спину.

    15. Двухуровневая система с состояниями |1>, |2>, энергии которых есть splank.gif (65 bytes)omega1,splank.gif (65 bytes)omega2, подвергается действию не зависящего от времени возмущения W. Вычислить вероятность обнаружить то или иное состояние в момент времени t, если в момент времени t = 0 система находилась в основном состоянии.

    16. Нейтральная частица со спином 1/2 и магнитным моментом находится в однородном магнитном поле, изменяющемся во времени по закону . В момент времени t = 0 проекция спина на направление поля была равна +1/2. Определить вероятность перехода частицы к моменту времени t в состояние, в котором проекция спина на направление магнитного поля равна -1/2.

    17. Найти вероятность перехода атома трития 3H из 1s состояния в 1s состояние иона 3He+ при бета-распаде одного из нейтронов ядра.

    18. Какова четность атомных термов, имеющих электронную конфигурацию (сверх заполненных оболочек) (ns)k?

    19. Разложить электронную конфигурацию (np)3 на термы.

    20. В борновском приближении вычислить дифференциальное и полное сечение рассеяния на потенциале Юкавы V(r) = g exp(-ar)/r.

    21. В борновском приближении найти амплитуду и дифференциальное сечение упругого рассеяния заряженной бесспиновой частицы на сферически-симметричном локализованном распределении заряда ro(r).

    22 Вычислить амплитуду упругого рассеяния медленной частицы на потенциальной яме
    V(r) = -V0, r < a; V(r) = 0, r > a.

    23. Определить полное сечение упругого рассеяния непроницаемой сферой радиуса а для медленных частиц, де-бройлевская длина волны которых lambda~ a.

    24. Найти в борновском приближении амплитуду рассеяния и полное сечение рассеяния частиц в поле V(r) = a/r2.

    25. Указать, между какими уровнями заряженного сферического гармонического осциллятора возможны электромагнитные переходы в дипольном приближении. Вычислить время жизни первого возбужденного состояния осциллятора в этом приближении.