【正确答案】利用三重积公式
A·(B×C)=(A×B)·C (1)
以及
r×r=0,p×p=0 (2)
l×l=ihl (3)
等基本对易式,即得
r·l=r·(r×p)=(r×r)·p=0 (4)
当A、B为厄米算符,即
A+=A,B+=B
容易验证
(A·B)+=B·A, (A×B)+=-B×A (5)
因此,式(4)取共轭,即得
l·r=0 (4')
类似地,可证
l·p=(r×p)·p=r·(p×p)=0 (6)
取共轭即得
p·l=0 (6')
类似地,可得
(l×p)·p=l·(p×p)=0 (7)
再利用上题式(1),可得
(p×l)·p=(2ihp-l×p)·p=2ihp2 (8)
上两式分别取共轭,即得
p·(p×l)=0 (7')
p·(l×p)=2ihp2 (8')
利用式(3)及(6'),可得
(p×l)·l=p·(l×l)=ihp·l=0 (9)
(l×p)·l=(2ihp-p×l)·l=0 (10)
上两式分别取共轭,即得
l·(l×p)=0,l·(p×l)=0 (11)
式(9)至(11)的另外一种证法是,利用上题式(2),并和l取标积,即得
ih(p×l-l×p)·l=(l2p-pl2)·l=0
这里利用了p·l=0以及[l2,l]=0.再利用上题式(1),即得式(9)和(10).再取共轭,即得式(11).
【答案解析】