量子力學微觀粒子的力學量為何要用線性的厄米算符表示

2021-03-07 01:53:54 字數 4636 閱讀 4689

1樓:畢玉江二

首先量子力學是在希爾伯特空間考慮。

基於此,如果我們要力學量的測得值為實數,則要求厄米性。即共軛轉置的矩陣等於本身。

如果假設有無窮多相同的物理態,我們期待測得的結果為力學量的平均值,則要求線性。即力學量k,波函式q1、q2,複數c,滿足:

k(q1+q2)=kq1+kq2;k(cq1)=c(kq1) (若後者c提出後為c*,則為反線性算符)

2樓:深灰第一純潔男

對波函式的一些數學上的處理可以證明每個力學量作用於波函式時都等價於一個算符。

我們發現一個算符只有滿足 複共軛再轉置之後等於自身 這個條件時 它的本徵值才能是實數 所以我們把這種算符定義為厄米算符 力學量的本徵值想要取實數就只能是厄米算符 所以才會有這樣一個結論

至於說厄米算符為什麼是線性的 因為算符的數學形式本身就是線性的 不信你可以看看座標、動量、角動量、能量等等它們的那些算符都是不是

3樓:匿名使用者

這是基本假設,參看曾謹言量子力學卷一(第四版)p144,它的正確性是由實驗來驗證的。

4樓:匿名使用者

這是量子力學的基本假設之一,估計可能是考慮到厄米算符的本證值都是實的,而力學量也都是實的

為什麼量子力學中的力學量必須用厄米算符

5樓:次夢山仵甫

這是量來

子力學5個基本假設

源之一。對應

bai下面的第3條。我來給你du解釋一

下。zhi

首先,量子力學都dao是在hilbert空間中描述的。厄米算符本徵值為實數,不能是虛數。任何可觀測量必須為實數,你總不能觀測虛數吧?

所以,可觀測量的算符一定是厄米算符,轉置複共軛等於自身。

附:量子力學的理論框架是由下列五個假設構成的:

1.微觀體系的運動狀態由相應的歸一化波函式描述2.微觀體系的運動狀態波函式隨時間變化的規律遵從薛定諤方程3.力學量由相應的線性厄米算符表示

4.力學量算符之間有確定的對易關係,稱為量子條件;座標算符的三個直角座標系分量與動量算符的三個直角座標系分量之間的對應關係稱為基本量子條件;力學量算符由其相應的量子條件確定

5.全同的多粒子體系的波函式對於任意一對粒子交換而言具有對稱性:玻色子系的波函式是對稱的,費米子系的波函式是反對稱的。

為什麼量子力學中的力學量必須用厄米算符

6樓:

因為力學量的測量值是力學量算符的本徵值,必須為實數,而厄米算符的本徵值一定為實數。

為什麼力學量算符應是線性厄米算符

7樓:匿名使用者

力學量算符是厄米算符:力學量的定義就使得其觀測的本徵值必須是內實數,而只有厄米算符的本徵容值(平均值)是實數,因此力學量算符必然是厄米算符。

力學量算符是線性算符:線性算符保證了該算符的本徵矢滿足態疊加原理。

8樓:汪加斌

力學量屬於可觀測量,即必須能從實驗上得到測值,其測值即為實數。又因為量子測量假設知,其測值即為力學量的本徵值,所以本徵值為實數。再因為厄米算符本徵值為實數,所以力學量是厄米的

9樓:匿名使用者

力學量 的值必然為實數,厄米算符的本徵值必為實數

10樓:打敗羊的灰太狼

去查量子力學教材,比如曾謹言的,都有證明

量子力學中共軛算符的共軛是什麼意思?

11樓:匿名使用者

算符的話一般處理成矩陣,共軛算符就是指算符矩陣自共軛的意思。

共軛矩陣又稱厄米(hermite)矩陣。hermite陣中每一個第i 行第j 列的元素都與第j 行第i 列的元素的共軛相等。它的特點是特徵值是實數。

12樓:

量子力學中觀測量對應的數學概念是希爾伯特空間中的算符。一個算符被定義了,當且僅當這個算符在每個態的作用被定義了。算符o的共軛定義成(這裡用狄拉克記號)=,o+是o的共軛算符,|a>,|b>是兩個任意的態。

有物理意義的算符是自共軛算符,也就是o+=o的算符,這個要求是因為自共軛算符(也叫做厄米算符)的本徵值是實數(所有的物理觀測都是實數)。

埃爾米特矩陣等於自己的共軛轉置。根據有限維的譜定理,必定存在著一個正交歸一基,可以表達自伴運算元為一個實值的對角矩陣。

量子力學中,可以觀測的物理量要用厄米算符來表示。算符的厄米性不僅對算符有了很大的限制,而且對波函式也有一些限制。文章將首先介紹一下厄米算符的定義、性質以及與經典的對應,接著重點**一下算符的厄米性對波函式的限制。

13樓:匿名使用者

量子力學中,可觀測的力學量所對應的算符必為厄米算符。另外,在量子力學中還必須滿足態疊加原理,而要滿足態疊加原理,算符必須是線性算符。綜合上述,我們得出結論:

在量子力學中,能和可觀測的力學量相對應的算符必然是線性厄米算符。

14樓:何家幹

你類比一下複數的共軛:a+bi

a-bi

為什麼說"量子力學中表示力學量的算符都是厄密算符

15樓:

這是量子

力學5個基本假設之一。對應下面的第3條。我來給你解釋一下。

首先,量子力學都是在hilbert空間中描述的。厄米算符本徵值為實數,不能是虛數。任何可觀測量必須為實數,你總不能觀測虛數吧?

所以,可觀測量的算符一定是厄米算符,轉置複共軛等於自身。

附:量子力學的理論框架是由下列五個假設構成的:

力學量算符之間有確定的對易關係,稱為量子條件;座標算符的三個直角座標系分量與動量算符的三個直角座標系分量之間的對應關係稱為基本量子條件;力學量算符由其相應的量子條件確定

全同的多粒子體系的波函式對於任意一對粒子交換而言具有對稱性:玻色子系的波函式是對稱的,費米子系的波函式是反對稱的。

16樓:鎮歆赫連致萱

厄密算符的本徵值是實數。

量子力學中的算符和複數算符有什麼區別啊?自伴算符和共軛算符又有什麼不同呢?

17樓:匿名使用者

1. 量子力學中力學量用算符表示,記為fhat(也就是f頭上帶個尖,念做hat,以下簡記為f)。

2. *(star)表示複數、或者是態向量的共軛,一般書上也用複數上帶一橫槓(bar)表示,也就是複數的實部不變虛部反號。如果用狄拉克符號表示,則態a可寫作右矢|a>,其複共軛a*可寫作左矢

3. †表示算符的厄米共軛,讀作dagger(意思是短劍,匕首),它的定義為(u,f†v)=(fu,v), 「()」表示內積。

4. 若一個算符的厄米共軛等於其自身,即f†=f則這個算符就叫厄米算符,表示力學量的算符都是厄米算符,對於有界算符,厄米性和自伴性事等價的,而對於某些無界算符,自伴性強於厄米性。原因是自伴算符還要求其基矢構成完備系。

(關於厄米性和自伴性的差別,網上有很多論述,可查閱,一般情況下同等對待。)

5. 算符也可以用矩陣表示,矩陣的每個元素都是複數,對於矩陣來說,其厄米共軛就相當於每個元素取複共軛再轉置。而對一個矩陣只進行複共軛或者只進行轉置變換在量子力學中是沒有意義的。

厄米算符對應的是厄米矩陣,即共軛轉置等於其自身。

6. 厄米矩陣是對稱矩陣在複數域上的推廣,由於對稱矩陣能用正交矩陣做正交變換;類似地,厄米矩陣也能用么正矩陣來進行么正變換,也就是力學量在不同表像之間的變換。么正算符的定義是保內積的算符,它對應的么正矩陣滿足厄米共軛等於它的逆,即uu†=i。

7. 厄米算符實際上是希爾伯特空間(復向量空間)自身的一種對映,它是二階張量(實向量空間的對映)在復向量空間上的推廣。本質上它們都是一種對映,或者叫變換。

8. 所有可逆的算符(或者對應的矩陣)組成一般(復)線性群,所有么正算符組成酉群;分別是一般(實)線性群和正交群在復向量空間上的推廣。

量子力學中力學量算符有哪些性質?

18樓:匿名使用者

量子體系的可觀測量(力學量)用一個線性厄米算符來描述,是量子力學的一個基本假設。力學量算符具有厄米算符的所有性質,比如厄米算符的平均值必為實。你可以參考《量子力學教程》曾謹言 第二版 科學出版社 第三章的內容

19樓:匿名使用者

一般量子力學中的力學量指的是能與經典力學對應的物理量。

力學量算符具有厄米性,其理由是:

經典力學量必須是實數,則力學量算符的平均值必須是實數,也就是把平均值的表示式去共軛則必須不變,因而等價於力學量算符取厄米變換必須不變,即具有厄米性。

厄米變換的內容是:轉置並取共軛。

力學量算符的厄米性是由經典對應關係得來的,也就是由於人為定義才固有的,不是大自然賦予的屬性。

量子力學題厄米算符的基礎題。

20樓:匿名使用者

bc.告訴你一個訣竅:看求導次數跟有沒有i,奇數次導前面加上i是厄米算符,偶數次導本身就是厄米算符。

21樓:梅爾_西迪斯

我用f代表波函式,如果 算符是厄米的,那麼f*(af)和(f*a)f在全空間積分下就相等。f*d/dxf=d/dx(f*f)-d/dxf*f第一項是全內微分,

容因希爾伯特空間的性質而為0,二次導數一樣,用萊布尼茨律變。

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據質bai能公式知,光子的能量須du至少等於zhi產生的電子的靜止能dao量,所以有2hc 內 2mc 2 得 h mc 式中h為普朗克常數 容 6.626068 10 34 m 2 kg 表示電子的靜止質量,大小為9.10938188 10 31 kg c為光速 299 792 458 m s代入...

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