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厄米算符有哪些

厄米算符是量子力學中非常重要的概念,它們在物理上對應於可觀測的力學量。以下是一些例子:

位置算符

位置算符對應於粒子的位置,可以表示爲 \( \hat{x} = x \),\( \hat{y} = y \),\( \hat{z} = z \)。

動量算符

動量算符在各個方向上的分量可以表示爲 \( \hat{p}_x = -\frac{i\hbar}{2\pi} \frac{\partial}{\partial x} \),\( \hat{p}_y = -\frac{i\hbar}{2\pi} \frac{\partial}{\partial y} \),\( \hat{p}_z = -\frac{i\hbar}{2\pi} \frac{\partial}{\partial z} \)。

哈密頓算符

哈密頓算符 \( \hat{H} \) 表示系統的總能量,包括動能和勢能。對於自由粒子,它通常簡化爲動能項。

角動量算符

角動量算符包括軌道角動量 \( \hat{L}_x \),\( \hat{L}_y \),\( \hat{L}_z \) 和自旋角動量 \( \hat{S}_x \),\( \hat{S}_y \),\( \hat{S}_z \)。

粒子數算符(在特定系統中):

對於諧振子或特定勢能中的粒子,粒子數算符 \( \hat{N} \) 表示粒子在該勢能中的狀態數。

這些算符都是厄米算符,因爲它們滿足厄米性條件,即對於任意兩個波函數 \( \psi \) 和 \( \phi \),都有 \( \int \phi^* \hat{A} \psi \, d\tau = \int \psi (\hat{A} \phi)^* \, d\tau \),其中 \( \hat{A} \) 代表上述任何一箇算符。