题目
若力学量E、F、G 所对应的的三个量子力学算符有共同的本征态,则( )A. E、F、G可同时确定B. 可同时确定其中二个力学量C. 可确定其中一个力学量D. 三个力学量均无确定值
若力学量E、F、G 所对应的的三个量子力学算符有共同的本征态,则( )
A. E、F、G可同时确定
B. 可同时确定其中二个力学量
C. 可确定其中一个力学量
D. 三个力学量均无确定值
题目解答
答案
A. E、F、G可同时确定
解析
关键知识点:
本题考查量子力学中算符的共同本征态与力学量可同时确定的关系。
- 若多个力学量的算符存在共同的本征态,则这些力学量可以同时具有确定值。
- 根据量子力学原理,若多个算符对易(即它们的对易子为零),则它们有共同的本征态,对应的力学量可同时被准确测量。
破题关键:
题目明确指出三个算符有共同的本征态,说明它们彼此对易,因此对应的力学量E、F、G可同时确定。
核心逻辑:
-
共同本征态的定义:若三个算符有共同的本征态,则存在某个态向量$\psi$,使得三个算符作用于$\psi$时均得到本征值,即:
$\hat{E}\psi = e\psi, \quad \hat{F}\psi = f\psi, \quad \hat{G}\psi = g\psi$
此时,测量力学量$E$、$F$、$G$的结果分别为$e$、$f$、$g$,均无不确定性。 -
对易关系的隐含条件:
共同本征态的存在要求三个算符彼此对易(即$\hat{E}\hat{F} = \hat{F}\hat{E}$,$\hat{E}\hat{G} = \hat{G}\hat{E}$,$\hat{F}\hat{G} = \hat{G}\hat{F}$)。对易的算符对应的力学量可以同时确定。 -
选项分析:
- A正确:共同本征态直接保证三个力学量可同时确定。
- B、C、D错误:若存在共同本征态,则不存在只能确定部分或全部不确定的情况。