Flo Lindenbauer
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Einige Fragen zur Quantentheorie und deren mathematischen Grundlagen

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Flo Lindenbauer
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Quantentheorie I

Frage 1 von 26

1

In der Quantenmechanik werden messbare Größen durch unitäre Operatoren dargestellt.

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 2 von 26

1

Die Eigenwerte unitärer Matrizen sind +1 oder -1

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 3 von 26

1

Hermitesche Operatoren haben keine rein imaginären Eigenwerte

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 4 von 26

1

Die Eigenfunktionen hermitescher Operatoren bilden ein vollständiges Orthonormalsystem

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 5 von 26

1

Der Impulsoperator wird in der Ortsbasis mit \( \hbar i \vec\nabla \) dargestellt.

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 6 von 26

1

Ein im Impulsraum gaußförmiges Wellenpaket ist auch im Ortsraum gaußförmig und zerfließt im Laufe der Zeit. Seine geringste Ausdehnung hat es zum Zeitpunkt \(t = 0\)

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 7 von 26

1

Ist der Hamiltonoperator zeitunabhängig, kann die Schrödingergleichung in einen Ortsteil und einen zeitabhängigen Teil separiert werden.

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 8 von 26

1

Was gilt für die Wellenfunktion an einer Potentialstufe?

Wähle eine oder mehr der folgenden:

  • Stetigkeit der 1. Ableitung

  • Stetigkeit der Wellenfunktion

  • Stetigkeit der 2. Ableitung

  • Die 2. Ableitung hat einen Sprung

  • Die Wellenfunktion macht zwangsläufig einen Phasensprung

Erklärung

Frage 9 von 26

1

Bei einem 1d-Potential, das symmetrisch ist, sind die Eigenzustände \(\psi(x)\) symmetrisch

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 10 von 26

1

Was trifft auf die Eigenfunktionen des harmonischen Oszillators zu?

Wähle eine oder mehr der folgenden:

  • Die Hermit-Polynome sind abwechselnd gerade und ungerade

  • Die Hermit-Polynome sind gerade

  • Die Hermit-Polynome sind ungerade

  • Die n-te Wellenfunktion hat n Nulldurchgänge

  • Die Hermit-Polynome sind orthogonal zueinander

  • Die Hermit-Polynome sind normiert bezüglich der L2-Norm

Erklärung

Frage 11 von 26

1

Harmonischer Oszillator:
Der Erzeuger-Operator ist der adjungierte Operator des Vernichter-Operators.

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 12 von 26

1

Kohärente Zustände sind Eigenzustände zum Erzeugunsoperator

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 13 von 26

1

Was trifft auf kohärente Zustände zu?

Wähle eine oder mehr der folgenden:

  • Sind Lösungen des quantenmechanichen harmonischen Oszillators

  • Sind Eigenzustände zum Vernichtungsoperator

  • bilden ein vollständiges Orthonormalsystem

  • Wellenpaket zerfließt mit der Zeit

  • Erwartungswerte von Impuls und Ort verhalten sich wie beim klassischen harmonischen Oszillator

Erklärung

Frage 14 von 26

1

Ebene Wellen sind im Hilbertraum der quadratintegrablen Funktionen

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 15 von 26

1

Die Eigenfunktionen eines selbstadjungierten Operators A, die im zugrundeliegenden Hilbertraum liegen, bilden ein vollständiges Orthonormalsystem.

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 16 von 26

1

Der Hamiltonoperator für den harmonischen Oszillator in einer Dimension lautet
\( H = \frac{p^2}{2m} + \frac 1 2 m \omega^2x^2 \)
wobei p und x nach dem Korrespondenz-Prinzip durch ihre Operatoren ersetzt werden.

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 17 von 26

1

Die stationäre Schrödingergleichung für den eindimensionalen harmonischen Oszillator ist in Ortsdarstellung einfacher zu lösen als in Impulsdarstellung.

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 18 von 26

1

Was trifft auf den Zeitentwicklungs-Operator zu?

Wähle eine oder mehr der folgenden:

  • Er ist unitär

  • Er ist hermitesch

  • Er erhält die Norm der Wellenfunktion

Erklärung

Frage 19 von 26

1

Was trifft auf die Messung einer Observablen zu?

Wähle eine oder mehr der folgenden:

  • Die Observable wird durch einen hermiteschen Operator repräsentiert.

  • Die Messergebnisse müssen größer als der kleinste und kleiner als der größte Eigenwert sein.

  • Als Messergebnisse kommen überhaupt nur Eigenwerte in Frage.

  • Die Wahrscheinlichkeit eines Messergebnisses ist gleich der Koeffizient in der Entwicklung nach den Eigenfunktionen

Erklärung

Frage 20 von 26

1

Was passiert, nachdem eine Messung am System durchgeführt wurde?

Wähle eine oder mehr der folgenden:

  • Das System geht in den entsprechenden Eigenzustand über.

  • Das System ändert sich durch die Messung nicht und verhält sich wie ohne Messung.

Erklärung

Frage 21 von 26

1

Ein Operator A ist ein skalarer Operator, wenn gilt:
\([L_z,A]=0\)
Also wenn er mit der z-Komponente des Drehimpulses kommutiert.

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 22 von 26

1

Ein Operator \(A_i\) ist ein Vektoroperator, wenn gilt:
\([A_i,L_j]=i\hbar \varepsilon_{ijk}A_k \)

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 23 von 26

1

Welcher Operator ist der Erzeuger der Zeit-Transformation (Zeitentwicklung)

Wähle eine der folgenden:

  • Hamiltonoperator

  • Impulsoperator

  • Drehimpulsoperator

  • Ortsoperator

  • Zeitoperator

Erklärung

Frage 24 von 26

1

Welcher Operator ist der Erzeuger der Raum-Translationen?

Wähle eine der folgenden:

  • Hamiltonoperator

  • Impulsoperator

  • Ortsoperator

  • Drehimpulsoperator

  • Zeitoperator

Erklärung

Frage 25 von 26

1

Die beiden Operatoren A und B sind kanonisch zueinander, wenn gilt:
\([A,B]=\frac C i\mathbb 1\), wobei \(C\) eine Konstante ist.

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung

Frage 26 von 26

1

Für den Radialteil der Wellenfunktion \(R(r)\) führt man bei einem Radialsymmetrischen Potential \(V(|r|)\) die Transformation \(u(r)=r\cdot R(r)\) ein.
Die Normierung für \(u(r)\) lautet dementsprechend mit Jacobi-Determinante:
\(\int_0^\infty r^2|u(r)|^2 \,\mathrm dr = 1\)

Wähle eins der folgenden:

  • WAHR
  • FALSCH

Erklärung