中科院 2015 年量子力学(811)考研真题
《中科院量子力学考研真题及答案详解(1990—2010共40套真题)》
问： (1) 存在 s 波束缚态的条件是什么？ (2) 当粒子能量 E 0 时，求粒子的 s 波相移 0 ； (3) 证明 lim 0 n , n 为整数。
E 0
, z 0 (G 0) 中运动。 五、质量为 m 的粒子在一维势场 V ( z ) Gz , z 0 (1) 用变分法求基态能量，则在 z 0 区域中的试探波函数应取下列函数中的哪一 个？为什么？
E
n
n
E0 n x 0
2
常数
ˆ2 ˆ p 这里 En 是哈密顿量 H V ( x) 的本征能量，相应的本征态为 n 。求出该常数。 2m 三、设一质量为 的粒子在球对称势 V (r ) kr (k 0) 中运动。利用测不准关系估算其 基态的能量。 四、电子偶素（ e e 束缚态）类似于氢原子，只是用一个正电子代替质子作为核，在非 相对论极限下，其能量和波函数与氢原子类似。今设在电子偶素的基态里，存在一 ˆ 和M ˆ 8 M ˆ M ˆ 其中 M ˆ 是电子和正电子的自旋磁矩 种接触型自旋交换作用 H e p e p 3 ˆ , q e) 。利用一级微扰论，计算此基态中自旋单态与三重态之间的能 ˆ q S (M mc 量差，决定哪一个能量更低。对普通的氢原子，基态波函数： 1 r a e2 1 2 100 e , a , 3 2 me a c 137
ˆ ，证明能量表象中有 五、如系统的哈密顿量不显含时间，用算符对易关系 x, p
r3 2
常数（ 0 ）中运动，试用测不准关系估算基
En Em xnm
n
2
811《量子力学》 - 中国科学院
811《量子力学》中科院研究生院硕士研究生入学考试《量子力学》考试大纲本《量子力学》考试大纲适用于中国科学院研究生院物理学相关各专业（包括理论与实验类）硕士研究生的入学考试。
本科目考试的重点是要求熟练掌握波函数的物理解释，薛定谔方程的建立、基本性质和精确的以及一些重要的近似求解方法，理解这些解的物理意义，熟悉其实际的应用。
掌握量子力学中一些特殊的现象和问题的处理方法，包括力学量的算符表示、对易关系、不确定度关系、态和力学量的表象、电子的自旋、粒子的全同性、泡利原理、量子跃迁及光的发射与吸收的半经典处理方法等，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
一．考试内容：（一）波函数和薛定谔方程波粒二象性，量子现象的实验证实。
波函数及其统计解释，薛定谔方程，连续性方程，波包的演化，薛定谔方程的定态解，态叠加原理。
（二）一维势场中的粒子一维势场中粒子能量本征态的一般性质，一维方势阱的束缚态，方势垒的穿透，方势阱中的反射、透射与共振，d--函数和d-势阱中的束缚态，一维简谐振子。
（三）力学量用算符表示坐标及坐标函数的平均值，动量算符及动量值的分布概率，算符的运算规则及其一般性质，厄米算符的本征值与本征函数，共同本征函数，不确定度关系，角动量算符。
连续本征函数的归一化，力学量的完全集。
力学量平均值随时间的演化，量子力学的守恒量。
（四）中心力场两体问题化为单体问题，球对称势和径向方程，自由粒子和球形方势阱，三维各向同性谐振子，氢原子及类氢离子。
（五）量子力学的矩阵表示与表象变换态和算符的矩阵表示，表象变换，狄拉克符号，谢振子的占有数表象。
（六）自旋电子自旋态与自旋算符，总角动量的本征态，碱金属原子光谱的双线结构与反常塞曼效应，电磁场中的薛定谔方程，自旋单态与三重态，光谱线的精细和超精细结构，自旋纠缠态。
（七）定态问题的近似方法定态非简并微扰轮，定态简并微扰轮，变分法。
（八）量子跃迁量子态随时间的演化，突发微扰与绝热微扰，周期微扰和有限时间内的常微扰，光的吸收与辐射的半经典理论。
2015中科院理论物理考研(物理学院)参考书、历年真题、报录比、研究生招生专业目录、复试分数线
定
。
（三）复试名单以及复试时间、地点、科目、方式等由各培养单位在复试前通过培养单
位网页等形式向考生公布。
（四）报考的培养单位在复试前对复试考生的有效身份证件、学历证书、学生证等报名
材料原件及考生资格再次进行严格审查，对不符合教育部规定者，不予复试。对考生的学历
（学籍）信息仍有疑问的，可要求复试考生在规定时间内提供权威机构出具的认证证明。
01 核反应与核分析技术
彭光雄 郭璐
①101 思想政治理论②201 英语一 ③302 数学二④811 量子力学
同上
02 核技术及应用
郑阳恒 吕晓睿
同上 同上
专注中国名校保（考）研考博辅导权威
03 核聚变工程与技术
倪明玖
①101 思想政治理论②201 英语一 ③301 数学一④808 电动力学或 810 理论力学或 812 流体力学
同上
乔从丰
同上
晏启树
同上
06 粒子宇宙学
朴云松
①101 思想政治理论②201 英语一 ③601 高等数学(甲)④811 量子力 学
07 星系结构和演化
杜翠花
①101 思想政治理论②201 英语一 ③601 高等数学(甲)或 617 普通物 理(甲)④808 电动力学或 811 量子 力学08 量子场论和引力理论
080103 流体力学
01 气动热力学，生物运动力学
中国科学院大学2015量子力学.docx
(2)利用一阶含时微扰论求七。《),并与精确表达式比较，讨论所得
乜2
结果的适用条件。
(2)取所选的试探波函数，用变分法估算体系基态能量。
五、(共30分)一个二能級体系，哈密顿算符的矩阵表达式为
件°」，其中E；°)〈E；°)。设Z=0时刻体系处于Ho的基态上，
。"0E*丿
一〔0
后受微扰丑7的作用，H'=, >为常数。
U。丿
⑴ 求出在，〉0时刻，体系处于Ho激发态的儿率"⑺的精确表达式；
(1)体系能级；
(2)将第一激发态归一化波函数表示为动量本征态的线性组合，并求动 量平均值为0时组合系数满足的条件。
二、(共30分)粒子在球对称谐振子势阱K(r) = |//(y2(x2+j2+z2)中运动， 受到微扰作用H' = A(xyz + x2y + xy2), A为常数。求准确到二级微扰修正 的基态能量。
(b)(§.")($2•”) = [(§•")一:力2
(2)证明H,S2=0
四、(共30分)质量为w的粒子在一维势
co,x<0
V(x)= \
Bx,x>0
中运动，其中3>0是常数。I；
⑴ 试从下列波函数中选择一个合理的束缚态试探波函数，并说明理由;
(a)3,(b) x3, (c) 1-e"其中Q>0为变分参数。
(提示：粒子数表象下,何斜冬〉=出|^(底邕，s+丿展5』)
三、(共30分)两个自旋为1/2的粒子组成的体系，§和$2分别表示 两个粒子的自旋算符，§为两粒子的总自旋算符，京表示两粒子相对 运动方向的单位矢量。设系统的相互作用哈密顿量为
2015年中科院上海光学精密机械研究所考研院校介绍、专业目录、招生人数、参考书目、历年真题、复试安排
2015年中科院上海光学精密机械研究所考研院校介绍、专业目录、招生人数、参考书目、历年真题、复试安排一、中科院上海光学精密机械研究所院校介绍中国科学院上海光学精密机械研究所（简称：上海光机所）成立于1964年，是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。
经过四十多年的发展，上海光机所已成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。
研究所重点学科领域为：强激光技术、强场物理与强光光学、信息光学、量子光学、激光与光电子器件、光学材料等。
上海光机所现有职工800余人，专业技术人员500余人，正副高级科研人员190余人，并先后有8位专家当选为两院院士，博士生导师58人，在读研究生近500人。
上海光机所下设八个实验室，分别是强场激光物理国家重点实验室、中科院量子光学重点实验室、中科院强激光材料重点实验室、高功率激光物理联合实验室、空间激光信息技术研究中心、信息光学与光电技术实验室、高密度光存储实验室、高功率激光单元技术研究与发展中心。
1、我所2014年计划招生：学术型硕（上海科技大学代招）士63名，专业学位硕士16名，推免生招生比例约占全部名额的30%-40%。
此外，还替上海科技大学代招学术型硕士24人（研究方向中备注，可直接选报）。
2、080300光学工程为学术型硕士，085202光学工程为专业学位硕士。
3、对于品学兼优的应届大学毕业生，凡报考我所研究生因名额问题，未能录取者，我所尽力给予协助向其他相关专业校所进行调剂的推荐。
说明：“等离子体物理”、“热力学与统计物理”、“精密机械零件和机构”由中科大命题，高等数学（甲）和其余第四单元科目由中国科学院大学命题。
考试大纲（及中国科学院大学命题的往年试卷电子版）请见中国科学院大学招生信息网。
我所不提供各科往年试卷。
二、中科院上海光学精密机械研究所研究生招生专业目录学科、专业名称（代码）研究方向预计招生人数考试科目备注070201理论物理11401现代光学理论①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语③601高等数学(甲)④811量子力学或817光学02激光与物质相互作用理论同上03强场物理理论同上04冷原子物理与量子凝聚态理论同上070203原子与分子物理01激光与原子、分子及团簇的相互作用①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语③601高等数学(甲)④811量子力学或907热力学与统计物理02原子结构与原子光谱学同上03冷原子物理及其应用同上070204等离子体物理01激光等离子体物理①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语③601高等数学(甲)④905等离子体物理或907热力学与统计物理02极高能量密度物理及其应用研究同上070205凝聚态物理01晶体的结构、缺陷及光学物理性质的研究①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语③601高等数学(甲)④809固体物理02非晶态的结构、相变以及物理光学性质同上070207光学01强光光学与强场物理（部分名额为上海科技大学代招）①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语③601高等数学(甲)④817光学02信息光学同上03量子光学同上04非线性光学同上05激光光谱学同上06生物光子学同上07激光物理和技术同上08超短超强激光科学与技术同上09光学材料中的光学光谱性质同上0712Z1科学史01古代玉器发展史①101思想政治理论②201英语一或203日语③701科学技术史④806普通物理(乙)或823普通化学(乙)或901科技考古或902考古学通论02古代中外文化与技术交流史同上03古代硅酸盐质文物科技考古同上04现代分析技术在考古中的应用同上080300光学工程01光电子学（半导体激光与光纤）①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语③301数学一④806普通物理(乙)或817光学或856电子线路或906精密机械零件和机构02光通迅技术同上03高功率激光技术与工程光学同上04光信息处理同上05薄膜光学与技术同上06激光技术及应用同上07光学设计与光学工艺同上08激光加工技术同上09光盘存储技术同上10激光电子学同上11光学精密机械与结构同上12原子时频技术及其应用同上13空间激光和光学技术同上14精密光电测控同上15光学工程与技术（为上海科技大学代招）同上080501材料物理与化学01激光与材料相互作用①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语③302数学二④806普通物理(乙)或823普通化学(乙)或825物理化学(乙)02微纳光子学材料与技术同上03激光材料性能表征技术同上080502材料学01激光玻璃及激光玻璃光纤①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语③302数学二④806普通物理(乙)或823普通化学(乙)或825物理化学(乙)02激光与光学薄膜同上03光电功能晶体与陶瓷同上04红外光功能材料同上05新材料技术和工程（为上海科技大学代招）同上085202光学工程01光电子学（半导体激光与光纤）①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语③301数学一④806普通物理(乙)或817光学或856电子线路或906精密机械零件和机构02光通讯技术同上03高功率激光技术与工程光学同上04光信息处理同上05薄膜光学与技术同上06激光技术及应用同上07光学设计与光学工艺同上08激光加工技术同上09光盘存储技术同上10激光电子学同上11光学精密机械与结构同上12原子时频技术及其应用同上13空间激光和光学技术同上14精密光电测控同上085204材料工程01光电功能材料研究①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语③302数学二④806普通物理(乙)或823普通化学(乙)或825物理化学(乙)02激光玻璃与特种光纤的基础研究同上03激光和光学晶体生长技术及其理化特性的研究同上04薄膜材料同上三、中科院研究生考研复试安排1.复试一般由报考的研究所或院系组织，在报考的研究所或院系所在地进行。
中科院量子力学真题
x <a 势场中运动 (V0 > 0 ) 。试求系统能级或能级方 x >a
-6-
putiansong 3@
试证明位力定理：
ψn
ˆ2 p 1 � � ψ n = ψ n r ⋅∇V (r ) ψ n 2m 2 ˆ2 1 p 4 ˆ ' = −λ p ˆx + mω 2 x 2 ，设受到微扰 H 的作 2m 2
-1-
putiansong 3@
（1）求其能级和本征函数；
⎧V1 , −α < ϕ < 0 ˆ ' = V (ϕ ) = ⎪ （2）加 H ⎨V2 , 0 < ϕ < α 微扰， ⎪ 0, 其他 ⎩
求对最低的两能级的一级微扰修正。 注：在坐标系中 ∇ 2 =
1 ∂ ∂ 1 ∂2 ∂2 。 (r ) + 2 + r ∂r ∂r r ∂ϕ 2 ∂z 2 ⎧ 0, 0 < x < a 中运动， t = 0 时刻处于基态， 此 ⎩∞, a < x, x < 0
ˆ = 五、一维谐振子系统哈密顿量为 H 0
用，试求对第 n 个谐振子能级的一级微扰修正。
ˆ n = （已知矩阵元 n ' x ℏ ( n + 1δ n ', n+1 + nδ n ', n−1 ) ） 2mω
� � 1⎛r � � r⎞ ˆ ˆ ˆ r = ⎜ ⋅ p + p ⋅ ⎟ ，则： 二、 (30') 在三维体系中粒子的径向动量算符 p 2⎝ r r⎠ ˆ r 是否为厄密算符，为什么？ （1） p ˆ r 的表示； （2）写出在球坐标系中 p ˆr ] = ? （3）求 [ r, p
中科院量子力学1990-2008(部分有答案)
考试科目：量子力学
To My Parents My Teachers and My Love
前
言
中科院并不是高不可攀的，只要你有能力，就会看重你。所以要 多注重基础，当然做题时关键。希望大家不要天天泡在网上，期待有 所谓的中科院考研秘籍、考研笔记、或内部资料什么的来透题，我把 历年的试题都做成了电子档，并上传到了网，让那些高价的所谓的内 部笔记都见鬼去吧！中科院看中的是你的能力，英雄不问出路，作者 以前毕业的学校也并不好，但也来到了中科院研究生院，在 2009 年 研究生考试还有一个月的时候，希望大家都能注重基础知识，多做真 题(真题很有用的)，平心和气，在考场上亮出自己的最好成绩。 本 书 收 集 了 中 国 科 学 院 1900-2008 年 研 究 生 考 试 的 真 题 。 （1990-2002 年的包括理论型和实验型） ，近几年的试题还配有答案， 但也有部分试题还未有答案，但在以前的其他的真题中也都出现过 的。本书的主要源自于《量子力学习题解答》陈鄂生著，山东大学物 理系； 《中国科学院硕士研究生入学考试物理真题及解答 (2006-2007)》 ，世界图书出版社；还有网络论坛上有人总结的真题回 忆版，时间长了是哪个论坛的我已经不记得了，不能一一列出，在表 示感谢！ 由于时间仓促，书中未免会出现错误，希望大家及时给予指出， 提出宝贵建议（bohl0206@）使更多的同学受益！
Schrödinger's Kitten 2008 年 12 月 14 日
1
中国科学院－中国科技大学 1990 年招收攻读硕士学位研究生入学试卷
试题名称： 量子力学（理论型）
说明：共五道大题，无选择题，计分在题尾标出，满分 100 分。 一、在 t 0 ，氢原子波函数为
中科院2015考研量子力学(811)真题.pdf
中国科学院研究生院2015年招收硕士学位研究生入学统一考试试题科目名称：量子力学（811）考生须知：1.本试卷满分为150分，全部考试时间总计为180分钟。
所有的答案必须写在答题纸上，写在试题纸上或草稿纸上一律无效。
一、一个质量为µ的粒子在一个一维的盒匣()0x L <<里自由运动，波函数()x ψ满足条件()()()()0'0'L L ψψψψ==，1）求系统的能级2）将第一激发态写成归一化动量本征态的组合形式，并给出当p <>为0时，组合系数满足的条件二、一个三维简谐振子受到微扰()22'H xyz x y y x λ=++的作用，试用微扰论求系统的基态能量，并精确到2λ量级。
三、两个粒子的自旋分别为12,s s ，相对取向为n ，设两个粒子的相互作用为()()1212=3H s n s n s s ××-×，记12s s s =+，证明：1）2212s 3=24s s ×-ℏ，()()()22121=24s n s n s n ×××-ℏ2）[]0H s =，四、一个质量为µ的粒子在势场(){ 0 0x V x Bx x ¥£=>中运动1)用变分法求基态的能量可以选取下列的哪个作为近似波函数，并说明理由a)/x a e -，b)/x a xe -，c)/1x a e --()a 为变分参数2)用所选的近似波函数求基态能量。
五、一个二能级系统，哈密顿量为：()()01020=0E H E éùêúêúëû()()()0012E E <当0t =，系统处于基态，当0t >时，开始受到的微扰0'=0H λλéùêúêúëû1）求0t >时，系统跃迁到激发态的概率()02()E P t （精确值）2）用含时微扰论重求上题的概率，与精确值对比，指出结果成立的条件。
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科目名称：量子力学（811）
考生须知： 1. 本试卷满分 150 分，考试时间总计 180 分钟。 2. 所有答案必须写在答题纸上，写在试题纸或草稿纸上一律无效。 1. 质量为 m 粒子被束缚在半径为 a 的圆周上。 （1）求粒子的能级和归一化波函数； （2）初始时刻（ t 0 ）粒子波函数为 A sin 2 ，其中 A 是归一化常数， 是极 角。求 t 0 时刻粒子的波函数 (t ) ； （3）求 t 时刻粒子的垂直于圆周所在平面的角动量的平均值。 2. 质量为 m 的粒子在势场 V ( x) V0 ( x) （ V0 0 ）中运动。 （1）求束缚态粒子的归一化波函数和能级； （2）根据 H—F 定理或 Virial 定理求束缚态粒子的势能平均值和动能平均值。 2 2 2 1 2 2 2 ˆ 3. 二维各向同性谐振子的 Hamilton 量算符为 H 0 x 2 y 2 2 m ( x y ) 。 2 m ˆ ( xy y 2 ) （其中 为小量）的微扰的作用，则谐振子的 设谐振子又受到 H Hamilton 量 ˆ ˆ ˆ 为 H H H 。
x 方向的微小脉冲磁场 B1 ( B1 ,0,0) (t ) 的作用，用微扰方法计算：
（1）粒子在 t 0 时刻处于激发态和基态的概率； （2）粒子在 t 0 时刻的波函数 (t ) ； （3）粒子在 t 0 时刻分别处于 x 的两个本征态上的概率。 ˆ1 和 lˆ2 、 s ˆ2 分别表 5. 考虑原子中处于同一个单电子能级 Enl 上的两个电子。以 lˆ1 、 s 示电子 1、2 的轨道角动量算符和自旋角动量算符，则两个电子的总轨道角动量为 ˆ s ˆ l ˆ ，总自旋角动量算符为 S ˆ l ˆ s ˆ 。求： L
1 2 1 2
（1）总轨道角动量量子数 L 的取值；
ˆ 和 S z
（3）基于电子的全同性考虑，讨论 L S 的奇偶性。
本试卷内容由本人 2015 年 12 月考试结束后回忆而来，仅用于分享知识和学习、交 流使用，版权归原单位所有，请勿用于商业用途，本人亦不对内容的真实性和可靠性负 任何直接或间接责任。
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ˆ 的第 n 激发态的能量及简并度； （1）求 H 0 ˆ （2） H 0 的基态能量的一级微扰修正； ˆ 的第一激发态能量的一级微扰修正。 （3） H
0
4. 一自旋为 1 2 、磁矩为 的粒子置于 z 方向的恒定磁场 B B0 (0,0, B0 ) 中，系 ˆ B σ ， σ 是 Pauli 矩阵。已知 t 0 时粒子处于基态。设系统再受 统 Hamilton 量为 H