《手解量子化学》练习题 1-1

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内容提要

本文讨论了三个算子是否为厄米算子。第一个算子 \hat{f}={d \over dx} 不是厄米算子;第二个算子 \hat{f}= ext{i}{d \over dx} 是厄米算子;第三个算子 \hat{f}={d^2 \over dx^2} 也是厄米算子。通过积分和伴随算子的性质进行验证。

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关键要点

  • 第一个算子 \( \hat{f}={d \over dx} \) 不是厄米算子。
  • 第二个算子 \( \hat{f}=\mathrm{i}{d \over dx} \) 是厄米算子。
  • 第三个算子 \( \hat{f}={d^2 \over dx^2} \) 也是厄米算子。
  • 通过积分和伴随算子的性质进行验证。

延伸问答

什么是厄米算子?

厄米算子是满足特定条件的算子,其定义为: the integral of the product of a function and its adjoint equals the integral of the product of the adjoint of the function and the original function.

第一个算子为什么不是厄米算子?

第一个算子 \\hat{f}={d \\over dx} 不是厄米算子,因为其满足的条件不成立,左边与右边的积分结果不相等。

第二个算子是厄米算子的原因是什么?

第二个算子 \\hat{f}= ext{i}{d \\over dx} 是厄米算子,因为经过验证,左边与右边的积分结果相等。

第三个算子如何被验证为厄米算子?

第三个算子 \\hat{f}={d^2 \\over dx^2} 被验证为厄米算子,因为其伴随算子与自身相同,满足厄米条件。

如何判断一个算子是否为厄米算子?

判断一个算子是否为厄米算子需要验证其满足的条件,即积分的左边与右边相等。

基底函数的正交归一化条件是什么?

基底函数的正交归一化条件包括:任意两个不同基底函数正交,以及任意一个基底函数在全空间上的积分为1。

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