给定总能量算符H(r,p),以En、ψn表示其本征值和本征函数.态矢量|ψn〉简记为|n〉.
按照Heisenberg运动方程,力学量算符A(r,p)的时间变化率为
电子的磁矩算符可表为.磁矩的观测值定义为
而|ljmj〉是(l2,s2,jz)的共同本征态,计算μ.
设已知在的共同表象中,算符的矩阵分别为
求它们的本征值和归一化的本征函数。最后将矩阵Lx和Ly对角化。
证明在磁场B中,带电粒子的速度算符的各分量,满足下述的对易关系:
即.再证明
在只有静磁场的情况下,可把Hamilton量写成,由此证明
对于自旋为1/2的粒子,取h=1,则,σ为Pauli算符.以r表示粒子的空间位矢,r方向单位矢量为.