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物理代写|量子力学代写Quantum mechanics代考|PHYS402 Action of ˆk on Kets and Wave Functions

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物理代写|量子力学代写Quantum mechanics代考|Action of ˆk on Kets and Wave Functions

It is easy to work out the action of $\hat{k}$ on the basis kets $|x\rangle$. We simply write
$$\hat{k}|x\rangle=\left.i \frac{d T(a)}{d a}|x\rangle\right|{a=0}=\left.i \frac{d}{d a}|x+a\rangle\right|{a=0}=i \frac{d}{d x}|x\rangle .$$
The derivative of the ket $|x\rangle$ may look strange. In wave function language it is the derivative of a $\delta$-function. One can use expressions with derivatives of kets as in Eq. (43), formally integrating by parts as if they were ordinary functions, and obtain correct answers.

We obtain an equivalent result that looks more familiar by working out the action of $\hat{k}$ on a wave function. The procedure is the same:
$$(\hat{k} \psi)(x)=\left.i\left(\frac{d T(a)}{d a} \psi\right)(x)\right|{a=0}=\left.i \frac{d}{d a} \psi(x-a)\right|{a=0}=-i \frac{d \psi(x)}{d x} .$$
We start to see the appearance of the usual momentum operator on wave functions.

物理代写|量子力学代写Quantum mechanics代考|Translations in Three Dimensions, and Commutation Relations

In a similar manner, for translation operators in three dimensions we define
$$\hat{k}i=\left.i \frac{\partial T(\mathbf{a})}{\partial a_i}\right|{\mathbf{a}=0}$$
where $i=1,2,3$. This gives us a Hermitian vector operator (that is, a vector of Hermitian operators) $\hat{\mathbf{k}}$, with components $\hat{k}_i, i=1,2,3$. Now the exponential form of the translation operator is
$$T(\mathbf{a})=\exp (-i \mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}})=1-i \mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}}-\frac{1}{2}(\mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}})^2+\ldots$$
This series can be used to obtain the commutation relations of the operators $\hat{\mathbf{k}}=\left(\hat{k}_1, \hat{k}_2, \hat{k}_3\right)$. We expand the product $T(\mathbf{a}) T(\mathbf{b})$ in power series, carrying everything to second order,
\begin{aligned} T(\mathbf{a}) T(\mathbf{b}) & =\left[1-i(\mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}})-\frac{1}{2}(\mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}})^2+\ldots\right]\left[1-i(\mathbf{b} \cdot \hat{\mathbf{k}})-\frac{1}{2}(\mathbf{b} \cdot \hat{\mathbf{k}})^2+\ldots\right] \ & =1-i(\mathbf{a}+\mathbf{b}) \cdot \hat{\mathbf{k}}-\frac{1}{2}(\mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}})^2-(\mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}})(\mathbf{b} \cdot \hat{\mathbf{k}})-\frac{1}{2}(\mathbf{b} \cdot \hat{\mathbf{k}})^2+\ldots \end{aligned}

物理代写|量子力学代写Quantum mechanics代 考|Action of ” $k$ on Kets and Wave Functions

$$\left.\left.\hat{k}|x\rangle=i \frac{d T(a)}{d a}|x\rangle\left|a=0=i \frac{d}{d a}\right| x+a\right\rangle\left|a=0=i \frac{d}{d x}\right| x\right\rangle .$$
$\operatorname{ket}$ 的导数 $|x\rangle$ 可能看起来很奇怪。在波函数语言中，它是 $\mathrm{a}$ 的导数 $\delta$-功能。可以使用带 有 kets 导数的表达式，如等式 1 中所示。(43)，把它们当做普通函数一样，形式化地 积分，得到正确答案。

$$(\hat{k} \psi)(x)=i\left(\frac{d T(a)}{d a} \psi\right)(x)\left|a=0=i \frac{d}{d a} \psi(x-a)\right| a=0=-i \frac{d \psi(x)}{d x}$$

物理代写|量子力学代写Quantum mechanics代考|Translations in Three Dimensions, and Commutation Relations

$$\hat{k} i=i \frac{\partial T(\mathbf{a})}{\partial a_i} \mid \mathbf{a}=0$$

$$T(\mathbf{a})=\exp (-i \mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}})=1-i \mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}}-\frac{1}{2}(\mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}})^2+\ldots$$

$$T(\mathbf{a}) T(\mathbf{b})=\left[1-i(\mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}})-\frac{1}{2}(\mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}})^2+\ldots\right]\left[1-i(\mathbf{b} \cdot \hat{\mathbf{k}})-\frac{1}{2}(\mathbf{b} \cdot \hat{\mathbf{k}})^2+\ldots\right] \quad=1-i(\mathbf{a}+\mathbf{b}) \cdot \hat{\mathbf{k}}-\frac{1}{2}(\mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}})^2-(\mathbf{a} \cdot \hat{\mathbf{k}})(\mathbf{b} \cdot \hat{\mathbf{k}})$$

MATLAB代写

MATLAB 是一种用于技术计算的高性能语言。它将计算、可视化和编程集成在一个易于使用的环境中，其中问题和解决方案以熟悉的数学符号表示。典型用途包括：数学和计算算法开发建模、仿真和原型制作数据分析、探索和可视化科学和工程图形应用程序开发，包括图形用户界面构建MATLAB 是一个交互式系统，其基本数据元素是一个不需要维度的数组。这使您可以解决许多技术计算问题，尤其是那些具有矩阵和向量公式的问题，而只需用 C 或 Fortran 等标量非交互式语言编写程序所需的时间的一小部分。MATLAB 名称代表矩阵实验室。MATLAB 最初的编写目的是提供对由 LINPACK 和 EISPACK 项目开发的矩阵软件的轻松访问，这两个项目共同代表了矩阵计算软件的最新技术。MATLAB 经过多年的发展，得到了许多用户的投入。在大学环境中，它是数学、工程和科学入门和高级课程的标准教学工具。在工业领域，MATLAB 是高效研究、开发和分析的首选工具。MATLAB 具有一系列称为工具箱的特定于应用程序的解决方案。对于大多数 MATLAB 用户来说非常重要，工具箱允许您学习应用专业技术。工具箱是 MATLAB 函数（M 文件）的综合集合，可扩展 MATLAB 环境以解决特定类别的问题。可用工具箱的领域包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波、仿真等。