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（请给出正确答案）
试证明自由粒子(自旋为0)的Klein-Gordon方程
可以表示成类似于Schrodinger方程的形式：
其中
Ψ是重新定义的二分量波函数，τi(i=1，2，3)是Pauli矩阵
试找出Ψ和ψ的关系，并通过Ψ来表示连续性方程中的ρ、j．
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作为一维铁磁体的简化模型，考虑自旋为
试证明(a)总自旋
为守恒量；(b)在体系的基态下，相邻粒子之间必然构成自旋三重态(自旋指向互相“平行”)．讨论基态能级的简并度．
热中子被质子散射．姑且设作用势为球方势阱，且与自旋无关，即
已知势阱中存在一个束缚态(l=0)能级，其值为
ε=-2.23MeV
(氘核结合能)．热中子动能约为
．势阱宽(核力力程)a≈2×10-13cm，V。约25～30MeV．试证明散射只在s道(l=0)进行，总截面可以近似表示成
对于自旋为1/2的粒子，常称(σ)为极化矢量，记作P．它也就是自旋角动量的空间指向．设粒子为定域的，并受到沿z方向但强度随时间变化的磁场B(t)的作用，作用势为
H=-μ0σ·B(t)=-μ0σzB(t)
在Heisenberg图象中求极化矢量随时间变化的规律，即求P(t)=〈σ〉t．设P(t=0)指向(θ0，φ0)方向，θ0=2δ，φ0=2α．
对于两个自旋1/2粒子组成的体系，令
r=r1-r2，n=r/r， (r方向单位矢量)
定义张量算符(取h=1)
(1)
(a)证明(S12)2=4S2-2S12，S为总自旋．再进而证明S12的任意正整数次幂均可表示成S12和S2的线性组合；
(b)求S12的本征值；
(c)令n经历各种方向(机会均等)，求S12的平均．
一理想费米气体的粒子数为N，体积为V，能量为E，粒子的态矢量为
和
不能同时被占据．如果气体处在热力学平衡态，试导出占据在能级
氢原子处于基态(1s)．设受到微扰作用，微扰算符为
H'=φ(r)σ·p+σ·pφ(r) (1)
φ(r)为实函数，在
粒子在中心力场中运动，考虑准经典近似下的s态(l=0)．定义经典径向动量
p(r)=[2μ(E-V(r))]1/2， r＜rc(1)
rc为经典转折点，满足
V(rc)=E， 即 p(rc)=0 (2)
由于粒子主要出现在r＜rc范围内，如略去波函数中的振荡因子，则在r-r+dr内发现粒子的概率可以近似地取为
试证明
(4)
π-分子(赝标量粒子，自旋为0，宇称为奇)在氘核(质子和中子的3S1结合态)Coulomb场的作用下处于基态，后来该π-介子被氘核d俘获而产生下列反应：
π-+d→n+n
(a)求反应后中子对的轨道角动量；(b)求反应后中子对的自旋角动量．(c)求两中子自旋均指向与氘核自旋相反方向的概率．(d)如果原来氘核自旋是100%沿
让我们讨论二维Fermi气体．
(a)设电子限制在边长为L的方框中．单粒子能级由下式给出，
在大量子数(
(b)求二维Fermi气体的Fermi能量Ef和能量平均值Eav．
