解决量子问题的原则量子体系(或解决量子问题),从根本上说,就是建立各种表象以及找到各种表象之间的联系(提问)表象、绘景Picture:5例如:百薛定表象←各种相互作用表象坐标表象Fock态(粒子数)表象相干态表象→非耦合表象角动量的耦合表象(绘景)海森堡表象中各种表象之间的变换只是数学形式不同,本质上描述的是同样的物理实在,表现为:在不同的表象中,物理量的期望值不变提问:从测量的角度如何理解?220240919
2 量子体系(或解决量子问题),从根本上说,就是建立 各种表象以及找到各种表象之间的联系 Picture:表象、绘景 (提问) 例如:薛定谔表象 各种相互作用表象 坐标表象 Fock态(粒子数)表象 相干态表象 角动量的耦合表象 非耦合表象 海森堡表象(绘景) 解决量⼦问题的原则 各种表象之间的变换只是数学形式不同,本质上描述的是同样的 物理实在,表现为:在不同的表象中,物理量的期望值不变 提问:从测量的角度如何理解? 20240919
第二章粒子数表象一、全同粒子体系与交换对称性二、粒子数表象三、玻色子和费米子单体算符表达式四、二次量子化的由来(作业)五、思考题3
3 第二章 粒子数表象 一、全同粒子体系与交换对称性 二、粒子数表象 三、玻色子和费米子单体算符表达式 四、二次量子化的由来 五、思考题(作业)
讲课原则:从“根”处开始全同粒子体系与波函数交换对称性玻色子,费米子单粒等子态函数(泡利原理)粒子数表象价坐标表象1例子:双粒子波函数例子:谐振子并推广到多粒子波函数at,a的运算规则玻色子和费米子单体算符表达式算符在不同表象间等价(坐标表象和粒子数表象)提问:两个全同费米子为什么不能处在同一个量子态上?(BEC)为什么玻色子可以凝聚在最低能态?4
4 讲课原则:从“根”处开始 全同粒子体系与波函数交换对称性 粒子数表象 坐标表象 玻色子,费米子单粒 子态函数(泡利原理) 例子:谐振子 �!, �的运算规则 例子:双粒子波函数, 并推广到多粒子波函数 等 价 玻色子和费米子单体算符表达式 算符在不同表象间等价 (坐标表象和粒子数表象) 提问:两个全同费米子为什么不能处在同一个量子态上? 为什么玻色子可以凝聚在最低能态?(BEC)
一、全同粒子体系与交换对称性1、全同粒子:微观世界中具有相同内慕属性的粒子静质量、电荷、自旋、磁矩等内秉属性:粒子:电子、质子、中子、光子、π介子等宏观世界中,相同的物体用标号区分,即坐标表象(提问)微观世界中,如果在坐标表象中,如何表达?单粒子态:无相互作用时,全同粒子体系中的单个粒子有相同(外界环境、物理条件相同)的单粒子态参考书:曾谨言《量子力学》第三版1中P109,452,I中P845
5 1、全同粒⼦:微观世界中具有相同内禀属性的粒⼦ l 宏观世界中,相同的物体⽤标号区分,即坐标表象 l 微观世界中,如果在坐标表象中,如何表达?(提问) l 单粒⼦态:⽆相互作⽤时,全同粒⼦体系中的单个粒⼦有 相同(外界环境、物理条件相同)的单粒⼦态 内秉属性:静质量、电荷、⾃旋、磁矩等 粒⼦:电⼦、质⼦、中⼦、光⼦、π介⼦等 ⼀、全同粒⼦体系与交换对称性 参考书:曾谨⾔《量⼦⼒学》第三版 I中P109,452,II中P84
全同粒子的特点:交换粒子的指标(编号)2.不会导致物理量测量结果的改变交换对称性例子:氢原子中两电子组成体系的哈密顿量2e22e2e2p2piH2m2m[r1 -r2]rr2[P12,H] = 0交换指标1,2时,哈密顿量不变P12:交换算符交换对称性如何反映在波函数上?6
6 2. 全同粒子的特点:交换粒子的指标(编号) 不会导致物理量测量结果的改变 例子:氦原子中两电子组成体系的哈密顿量 ℋ = �! " 2� + �" " 2� − 2�" �! − 2�" �" + �" |�! − �"| 交换对称性 ���, ℋ = 0 ���:交换算符 交换指标1,2时,哈密顿量不变 交换对称性如何反映在波函数上?