实验：光学定理反查

今天不是来背一个新名词

我们先解决“输入总截面和前向复振幅输出残差”。请把系统、制备方式、Hamiltonian、可控参数、初态和最后真正读取的概率、截面、相位、密度矩阵或占据数写在纸上。量子 II 的困难不在公式更多，而在同一个符号会随绘景、归一、近似与观测口径改变角色。老师会陪你把每一步接起来，不允许从题干直接跳到结论。（问题锚：phys-22-quantum-mechanics-ii/u6/l07/实验：光学定理反查/question。）

它从量子 I 的哪里长出来

上一节已经留下一个可计算的态、传播器、矩阵元、相移、密度矩阵或占据数。 本章主线是“散射理论：振幅、截面与Green函数”。本节接口是：下一章用分波和Born近似具体计算f。先说清旧工具为什么还差一步，再引入新对象。含时问题要区分自由演化和相互作用；散射要从归一态走到通量与截面；开放系统要从整体幺正走到约化态；多体问题要从人工粒子标签走到Fock空间。（衔接锚：phys-22-quantum-mechanics-ii/u6/l07/实验：光学定理反查/bridge。）

核心公式必须单独读

$$ϵ=|\sigma -4\pi \mathrm{Im}f(0)/k|$$

逐项标出符号、量纲、基底、积分域、归一约定和成立条件。若有时间序列，要说明算符次序；若有连续谱，要说明delta归一；若有近似，要写控制近似的小参数；若有密度矩阵，要检查Hermitian、迹和半正定；若有多体算符，要固定模式次序。公式离开条件不能进入速查表。（公式锚：phys-22-quantum-mechanics-ii/u6/l07/实验：光学定理反查/conditions。）

跟着老师把推导走完

针对“输入总截面和前向复振幅输出残差”，第一步选Schrodinger、Heisenberg或相互作用绘景；第二步写零阶可解部分和相互作用；第三步选基底并施加对称、边界或交换条件；第四步保留至少四行关键中间式；第五步得到振幅、率、相移、熵或占据；第六步转成可测量量。每个“为零”都要指出来自正交、宇称、反对易、部分迹还是边界，而不是写“显然”。（推导锚：phys-22-quantum-mechanics-ii/u6/l07/实验：光学定理反查/derivation。）

陪你算一个完整例子

先用数量级和极限预测答案，再代入一组能手算的数据。算完检查：概率是否在0到1；密度矩阵是否物理；截面是否非负；幺正性、总概率或粒子数是否闭合；零耦合、长时间、低能或经典极限是否合理。若是数值计算，还要报告残差、网格或步长收敛，不能把更多小数位当作更可信。（例题锚：phys-22-quantum-mechanics-ii/u6/l07/实验：光学定理反查/worked。）

为什么这个近似此刻可以用

近似不是“扰动很小”“变化很慢”这类形容词。要比较矩阵元与能隙、驱动频率与本征频率、局域波长与势变化尺度、散射势与入射能、环境相关时间与系统时间，形成无量纲判据。把参数放大或缩小十倍，先预测哪一项最先失效，再计算验证。（尺度锚：phys-22-quantum-mechanics-ii/u6/l07/实验：光学定理反查/scale。）

最危险的失败边界

本节护栏是：模型若含吸收需解释通道集合。请撤掉其中一个条件，构造最短反例，并指出错误第一次发生在态制备、展开截断、边界匹配、通量归一、部分迹、正性还是费米符号。只说“近似失效”不得分；必须说明偏差方向、诊断量和可采用的修正方法。（反例锚：phys-22-quantum-mechanics-ii/u6/l07/实验：光学定理反查/failure。）

纸笔与代码怎样互相反查

章节实验全部使用Python 3标准输入输出，至少四组测试覆盖正常、极限、退化和非法输入。标准解先由解析式给测试输出，再由生产OJ编译运行；固定错误解必须WA。程序能检查代数、概率、迹、幺正、积分和收敛，但不能替代选择定则、渐近边界或完全正性的证明。（计算锚：phys-22-quantum-mechanics-ii/u6/l07/实验：光学定理反查/code。）

随课四题各有职责

单选检查对象与适用条件，多选检查完整证据链，计算题要求中间式与单位，推导题按10分量表验收：对象假设2分、关键推导3分、可测预测2分、极限反例2分、单位范围1分。只列公式、只给最后数字、只贴代码输出都不能证明学会《实验：光学定理反查》。（练习锚：phys-22-quantum-mechanics-ii/u6/l07/实验：光学定理反查/practice。）

把本节交给下一节

本节的交付物是“下一章用分波和Born近似具体计算f”。闭卷写出输入、输出、核心式、一个失败反例和一个数值门禁；再说明它如何进入下一节。到课程后半，你应能沿“制备→Hamiltonian→演化/散射→约化或多体表示→测量→统计→边界”完整复述证据链。（交接锚：phys-22-quantum-mechanics-ii/u6/l07/实验：光学定理反查/handoff。）

下课前五问

为什么旧工具不够？公式每项是什么？哪一步用了近似？可测结果是什么？哪种改参会最先破坏结论？把“输入总截面和前向复振幅输出残差”换一组参数或基底后仍能从头推导、运行程序并解释首个偏差，才算真正掌握第6章第7节。（自检锚：phys-22-quantum-mechanics-ii/u6/l07/实验：光学定理反查/check。）