题目
l-|||-2 写出由两个自旋态矢构成的总自旋为0的态矢和自旋为1的态矢。
写出由两个自旋态矢构成的总自旋为0的态矢和自旋为1的态矢。
题目解答
答案
[答案]总自旋为0
:
总自旋为1
:
解析
考查要点:本题要求写出两个自旋-1/2粒子组合成总自旋为0和1的态矢,核心在于理解自旋态的组合规则和对称性。
解题思路:
- 总自旋为0的态:由两个自旋态反对称组合构成,对应单态。
- 总自旋为1的态:由对称组合构成,包含三个磁量子数分立的态(三重态),其中S_z=0的态需要归一化。
关键点:
- Clebsch-Gordan系数的应用。
- 对称性与自旋态的关系:S=0态反对称,S=1态对称。
总自旋为0的态矢
总自旋为0时,磁量子数S_z=0,态矢为:
$|S=0, S_z=0\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left( | \uparrow \downarrow \rangle - | \downarrow \uparrow \rangle \right)$
关键:反对称组合,系数$\frac{1}{\sqrt{2}}$保证归一化。
总自旋为1的态矢
总自旋为1时,包含三个磁量子数分立的态:
- S_z=1:
$|S=1, S_z=1\rangle = | \uparrow \uparrow \rangle$ - S_z=0:
$|S=1, S_z=0\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}} \left( | \uparrow \downarrow \rangle + | \downarrow \uparrow \rangle \right)$ - S_z=-1:
$|S=1, S_z=-1\rangle = | \downarrow \downarrow \rangle$
关键:对称组合,S_z=0态需归一化。