Lösung
a) Normiertes |ψ⟩=? und noch einen normierten Zustand, der orthogonal zu |ψ⟩ ist.
Orthogonalisierte Vektoren finden durch Gram-Schmidt wenn normalisiert:
Leichter:
Zu erreichen:
Probe:
b) H:=|1⟩⟨1|-|2⟩⟨2|-i|1⟩⟨2|+i|2⟩⟨1|, was ist die Matrixdarstellung bezüglich der Basis {|1⟩,|2⟩}? Ist der Operator hermitesch?
Im Allgemeinen gilt durch Anwenden des id-Operators links und rechts auf H:
Sei i der Zeilen- und j der Spaltenindex, dann sind die Elemente der Matrix:
Da es genügt, den Operator bezüglich einer Basis zu kennen, um ihn überall zu kennen, reicht es, zu zeigen, dass:
Der Operator ist hermitesch.
c) Berechnen Sie den Erwartungswert des Operators H im Zustand |ψ⟩
Wenn normiert:
d) Geben Sie die unitäre Transformation U (d.h. U U^†=U^† U=id) in Dirac-Notation von der Basis {|1⟩,|2⟩} in die Eigenbasis von H an.
Zuerst berechnen wir die Eigenbasis:
Der Eigenvektor zu E=√2 ist dann:
Der Eigenvektor zu E=-√2 ist dann:
a) Lösen Sie die Schrödingergleichung in Impuls-Darstellung für das Potential V mit ε<0 mit
Produktansatz:
b) Normieren Sie die Lösungen ψ_e[p] der zeitabhängigen Schrödingergleichung zur Energie E, gemäß:
c) Zeigen Sie, dass die Eigenfunktion im Ortsraum folgende Form hat
mit