问题
问答题
自旋为,磁矩为μ,电荷为零的粒子置于磁场中。
t=0时磁场为 =(0,0,B0) ,粒子处于
的本征值为-1的本征态
。
设在t>0时,再加上弱磁场 ,
求t>0时的波函数,以及测到自旋反转的概率。
答案
参考答案:
解法一:精确解。
磁场对粒子的作用为
。
在σz表象中,H的本征值和本征函数(未归一) 为:
将t=0时初始波函数按能量本征函数展开得到
。
在t>0时,波函数为
ψ(t) 满足归一化条件,因此在t>0时刻,测到粒子自旋反转的概率为
解法二:近似解。
t=0时磁场
沿Z轴正方向。系统哈密顿量为
粒子处于本征态
,相应的能量本征值
。
t>0时加入微扰
。
在H’的作用下,粒子由
态(相应的能量本征值为
。跃迁概率为
。
其中矩阵元
。
于是,
。
当B1<<B0时,易证解法一得到的精确解与解法二的近似解完全相同。