题目
不同定态的线性叠加还是定态 。A. 正确B. 错误
不同定态的线性叠加还是定态 。
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
B. 错误
解析
考查要点:本题主要考查对量子力学中定态概念的理解,以及线性叠加态的性质。
解题核心思路:
定态是哈密顿量的本征态,对应确定的能量值。若两个定态的能量不同,则它们的线性叠加态不再是哈密顿量的本征态,因此无法保持为定态。
破题关键点:
- 定态的定义:定态的波函数满足时间依赖部分仅表现为整体相位因子,能量为确定值。
- 线性叠加的性质:不同能量的定态叠加后,系统能量将呈现概率分布,而非确定值,因此不再是定态。
定态的叠加性质:
假设两个不同定态为 $\psi_1(x)$ 和 $\psi_2(x)$,对应能量 $E_1 \neq E_2$。它们的线性叠加态为:
$\psi(x,t) = c_1 \psi_1(x) e^{-iE_1t/\hbar} + c_2 \psi_2(x) e^{-iE_2t/\hbar}.$
若该叠加态是定态,则需满足 $\hat{H}\psi = E\psi$。但哈密顿量作用后:
$\hat{H}\psi = c_1 E_1 \psi_1 e^{-iE_1t/\hbar} + c_2 E_2 \psi_2 e^{-iE_2t/\hbar} \neq E\psi.$
由于 $E_1 \neq E_2$,无法提取出公共能量因子 $E$,因此叠加态不是定态。