ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Τελική Εξέταση: 31 Γενάρη 2012 ( ιδάσκων: Α.Φ. Τερζής) ιάρκεια εξέτασης 3 ώρες.

Σχετικά έγγραφα
ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Ι Τελική (επί πτυχίω) Εξέταση: 17 Ιούνη 2013 ( ιδάσκων: Α.Φ. Τερζής) ΘΕΜΑ 1[ ]

( ) * Λύση (α) Καθώς η Χαµιλτονιανή είναι ερµιτιανός τελεστής έχουµε ότι = = = = 0. (β) Απαιτούµε

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Τελική Εξέταση: 30 Αυγούστου 2010 ( ιδάσκων: Α.Φ. Τερζής) ιάρκεια εξέτασης 2,5 ώρες.

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 18: Εφαρμογή στον συμβολισμό Dirac. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

. Να βρεθεί η Ψ(x,t).

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι. Προπτυχιακό Πρόγραµµα Σπουδών Τµήµατος Φυσικής Πανεπιστήµιο Πατρών Χειµερινό εξάµηνο ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 7: Διερεύνηση εξίσωσης Schro dinger και απειρόβαθο πηγάδι δυναμικού. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 15: Η έννοια του κυματοπακέτου στην Kβαντομηχανική. Τερζής Ανδρέας Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι. Πρόχειρο ιαγώνισµα: 11 Νοεµβρίου 2008 ( ιδάσκων: Α.Φ. Τερζής) ιάρκεια εξέτασης 1 ώρα.

Μάθηµα 13 ο, 30 Οκτωβρίου 2008 (9:00-11:00).

x όπου Α και a θετικές σταθερές. cosh ax [Απ. Οι 1, 2, 5] Πρόβλημα 3. Ένα σωματίδιο μάζας m κινείται στο πεδίο δυναμικής ενέργειας ( x) exp

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις Κεφαλαίου Ι

ΘΕΜΑΤΑ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΙΙ. Θέμα 2. α) Σε ένα μονοδιάστατο πρόβλημα να δείξετε ότι ισχύει

x L I I I II II II Ακόµα αφού η συνάρτηση στην θέση x=0 είναι συνεχής, έχουµε την παρακάτω συνθήκη. ηλαδή οι ιδιοσυναρτήσεις είναι

Â. Θέλουμε να βρούμε τη μέση τιμή

Αρχίζουµε µε την µη συµµετρική µορφή του απειρόβαθου κβαντικού πηγαδιού δυναµικού, το οποίο εκτείνεται από 0 έως L.

Αναπαράσταση τελεστών µε πίνακα

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 17: Εφαρμογή στην αναπαράσταση τελεστών με μήτρα και εισαγωγή στον συμβολισμό Dirac

και χρησιμοποιώντας τον τελεστή A r P αποδείξτε ότι για

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι (Τµήµα Α. Λαχανά) 1 Φεβρουαρίου 2010

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 13: Σύστημα δύο ενεργειακών επιπέδων. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Κίνηση σε Μονοδιάστατα Τετραγωνικά Δυναμικά

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 23: Ασκήσεις. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ˆ ˆ. (τελεστής καταστροφής) (τελεστής δημιουργίας) Το δυναμικό του συστήματός μας (αρμονικός ταλαντωτής μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο) είναι

Κβαντομηχανική Ι 1o Σετ Ασκήσεων. Άσκηση 1

Πανεπιστήµιο Αθηνών. προς το χρόνο και χρησιµοποιείστε την εξίσωση Schrodinger για να βρείτε τη χρονική παράγωγο της κυµατοσυνάρτησης.

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 23: Σκέδαση σε τετραγωνικά δυναμικά. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 26: Ολοκλήρωση της αλγεβρικής μεθόδου για την μελέτη του αρμονικού ταλαντωτή

Μάθηµα 19 ο, 25 Νοεµβρίου 2008 (9:00-11:00) & Συµπλήρωµα 7 εκεµβρίου 2010 (9:00-11:00).

Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 27: Γενική μελέτη κβαντικών συστημάτων δύο και τριών διαστάσεων. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Η κυματοσυνάρτηση στην αναπαράσταση ορμής Ασκήσεις. Σπύρος Κωνσταντογιάννης Φυσικός, M.Sc. 8 Δεκεμβρίου 2017

ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΦΥΣΙΚΗ ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Δ. ΣΚΑΡΛΑΤΟΣ, ΑΝΑΠΛΗΡΩΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΗ ΦΥΣΙΚΗ

H = H 0 + V (0) n + Ψ (1) n + E (2) (3) >... Σε πρώτη προσέγγιση µπορούµε να δεχτούµε ότι. n και E n E n

1 p p a y. , όπου H 1,2. u l, όπου l r p και u τυχαίο μοναδιαίο διάνυσμα. Δείξτε ότι μπορούν να γραφούν σε διανυσματική μορφή ως εξής.

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 16: Αναπαράσταση τελεστών με μήτρες. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Να εκτιµηθούν οι ιδιοκαταστάσεις του συστήµατος για τις δέσµιες καταστάσεις.

Διάλεξη 1: Κβαντομηχανική σε τρεις διαστάσεις

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 12: Ασκήσεις. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 25: Μαθηματική μελέτη του κβαντικού αρμονικού ταλαντωτή. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 21: Δέλτα πηγάδι δυναμικού. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΜΙΓΑΔΙΚΟ ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΓΕΝΙΚΑ. Έστω σωμάτιο, στις τρεις διαστάσεις, που βρίσκεται υπό την επίδραση μιγαδικού δυναμικού της μορφής

μαγνητικό πεδίο παράλληλο στον άξονα x

Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο Ενδεικτικές Λύσεις Θεµάτων Τελικών εξετάσεων στη Θεµατική Ενότητα ΦΥΕ34

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 8: Ολοκλήρωση μελέτης απειρόβαθου πηγαδιού. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΦΟΡΤΙΣΜΕΝΟΣ ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ ΜΕΣΑ ΣΕ ΟΜΟΓΕΝΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ: ΤΕΛΕΣΤΕΣ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗΣ, ΒΑΣΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ, ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ

, που, χωρίς βλάβη της γενικότητας, μπορούμε να θεωρήσουμε χρονική στιγμή μηδέν, δηλαδή

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 22: Η έννοια της σκέδασης και η εξίσωση συνέχειας στην Κβαντομηχανική. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Μια γενική έκφραση της κυματοσυνάρτησης στον χώρο των ορμών για μια δέσμια κατάσταση

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 10: Ερμιτιανοί τελεστές και εισαγωγή στους μεταθέτες. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

( x) Half Oscillator. Σωμάτιο βρίσκεται υπό την επίδραση του δυναμικού

Το Ελεύθερο Σωμάτιο Ρεύμα Πιθανότητας

Το θεώρημα virial1 στην κβαντική μηχανική

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ II (ΑΠΕΙΡΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ ΣΕ ΠΕΡΙΟΧΗ/ΠΕΡΙΟΧΕΣ), και τις ενεργειακές στάθμες του, 2. E E E, όπου ˆ

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 1

Κβαντομηχανική Ι Λύσεις προόδου. Άσκηση 1

ii) Υπολογίστε τις μέσες τιμές της θέσης και της ορμής του ταλαντωτή όταν t 0.

(φορτισμένος αρμονικός 2 ταλαντωτής μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο) είναι

Ποια απο τις παρακάτω είναι η σωστή µορφή του πραγµατικού µέρους της κυµατοσυνάρτησης του

Κβαντικό Σωμάτιο σε Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο

ˆ pˆ. παραγωγίστε ως προς το χρόνο και χρησιμοποιείστε την εξίσωση Schrodinger για να βρείτε τη χρονική παράγωγο της κυματοσυνάρτησης. Θα βρείτε.

Αρμονικός ταλαντωτής Ασκήσεις

= + =. cos ( ) sin ( ) ˆ ˆ ˆ. Άσκηση 4.

Κβαντομηχανική σε μία διάσταση

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Κεφάλαιο 4

Κβαντική Μηχανική ΙΙ. Ενότητα 1: Γενική διατύπωση της Κβαντικής Μηχανικής Αθανάσιος Λαχανάς Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Σπιν 1 2. Γενικά. Ŝ και S ˆz γράφονται. ιδιοκαταστάσεις αποτελούν ορθοκανονική βάση στον χώρο των καταστάσεων του σπιν 1 2.

ΕΞΙΣΩΣΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑΣ ΣΕ ΜΙΑ ΤΥΧΑΙΑ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ

ΜΕΡΟΣ Α: ΤΑ ΘΕΜΕΛΙΑ ΚΕΦ. 1. ΟΙ ΘΕΜΕΛΙΩΔΕΙΣ ΑΡΧΕΣ ΚΕΦ. 4. Ο ΓΕΝΙΚΟΣ ΦΟΡΜΑΛΙΣΜΟΣ ΤΟΥ DIRAC ΚΕΦ. 5. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ ΚΕΦ. 7.

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ I Ενότητα 4 Αρχές της Κβαντικής Μηχανικής Δημήτρης Κονταρίδης Αναπληρωτής Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 12: Θεωρήματα Ehrenfest-Parity- -Μέση τιμή τελεστή. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Σωμάτιο σε Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

Μάθημα 7 & 8 Κβαντικοί αριθμοί και ομοτιμία (parity) ουσιαστικά σημεία με βάση το άτομο του υδρογόνου ΔΕΝ είναι προς εξέταση

Εφαρμογές της κβαντομηχανικής. Εφαρμογές της κβαντομηχανικής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Σύγxρονη Φυσική II. Κβαντομηχανική σε τρεις διαστάσεις Διδάσκων : Επίκ. Καθ. Μ.

Κβαντομηχανική σε. τρεις διαστάσεις. Εξίσωση Schrödinger σε 3D. Τελεστές 2 )

KΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

Κεφάλαιο 1. Κβαντική Μηχανική ΙΙ - Περιλήψεις, Α. Λαχανάς

Αρμονικός Ταλαντωτής

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 9: Χρονοεξαρτώμενη εξίσωση Schro dinger. Τερζής Ανδρέας Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

n = < n a a n > = a < n a n > = C C = n (1.13) n-1 n-1

Δομή Διάλεξης. Εύρεση ακτινικού μέρους εξίσωσης Schrödinger. Εφαρμογή σε σφαιρικό πηγάδι δυναμικού απείρου βάθους. Εφαρμογή σε άτομο υδρογόνου

ψ (x) = e γ x A 3 x < a b / 2 A 2 cos(kx) B 2 b / 2 < x < b / 2 sin(kx) cosh(γ x) A 1 sin(kx) a b / 2 < x < b / 2 cos(kx) + B 2 e γ x x > a + b / 2

Μάθημα 6 α) β-διάσπαση β) Χαρακτηριστικά πυρήνων, πέρα από μέγεθος και μάζα

Το θεώρηµα Hellmann- Feynman

ETY-202 ΟΙ ΓΕΝΙΚΕΣ ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ ΤΩΝ ΘΕΜΕΛΙΩΔΩΝ ΑΡΧΩΝ ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 03. ΟΙ ΓΕΝΙΚΕΣ ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ. Στέλιος Τζωρτζάκης 1/11/2013

E n. (, ) Η χρονοεξαρτώµενη εξίσωση Schrödinger, έχει την µορφή ˆ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ η ΕΡΓΑΣΙΑ

Δομή Διάλεξης. Οι τελεστές της τροχιακής στροφορμής στην αναπαράσταση της θέσης. Τελεστές δημιουργίας και καταστροφής για ιδιοκαταστάσεις στροφορμής

Σχολή E.Μ.Φ.Ε ΦΥΣΙΚΗ ΙΙΙ (ΚΥΜΑΤΙΚΗ) Κανονικές Εξετάσεις Χειµερινού εξαµήνου t (α) Αν το παραπάνω σύστηµα, ( m, s,

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 5

Λύσεις 9 ου Set Ασκήσεων Κβαντομηχανικής Ι

Θεωρία Υλικών, 11/2/2011

Ο µετασχηµατισµός της ορµής και της ενέργειας. x y z x y z

ETY-202 ΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ ΤΗΣ ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗΣ ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 02. ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ. Στέλιος Τζωρτζάκης 1/11/2013

21/11/2013 ETY-202 ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 06. Ο ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ. 1396; office Δ013 ΙΤΕ. Στέλιος Τζωρτζάκης

(1) (3) x a. Από την (3) βλέπουµε ότι η ( ) τυχαία συνοχική κατάσταση ενός αρµονικού ταλαντωτή µε κλίµακα µήκους a. â a, θα είναι,

Κβαντομηχανική Ι 2o Σετ Ασκήσεων. Άσκηση 1

Μάθημα 7 α) QUIZ β-διάσπαση β) Αλληλεπίδραση νουκλεονίου-νουκλεονίου πυρηνική δύναμη και δυναμικό γ) Πυρηνικό μοντέλο των φλοιών

Transcript:

ΘΕΜΑ 1[1] ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Τελική Εξέταση: 31 Γενάρη 1 ( ιδάσκων: ΑΦ Τερζής ιάρκεια εξέτασης 3 ώρες Ηλεκτρόνιο βρίσκεται σε δυναµικό απειρόβαθου πηαδιού και περιράφεται από την 1 πx πx κυµατοσυνάρτηση ψ ( xt, sin 1 icos ψ x, t (α Να προσδιοριστεί η ( (β Να υπολοιστεί η µέση ενέρεια του συστήµατος σε mev ( Να παρασταθεί ραφικά η χρονοεξαρτώµενη πιθανότητα εύρεσης του ηλεκτρονίου σε θέση πού απέχει από οποιοδήποτε άκρο του πηαδιού απόσταση 15nm 34 31 19 Χρήσιµες Φυσικές σταθερές, h 6, 66 1 J s, me 9,1 1 kg, e 1, 6 1 C (α Έχουµε πx πx 1 πx i πx πx ψ ( xt, sin (1 icos / sin sin cos 1 πx i πx 1 i sin sin ψ1 ψ, όπου Άρα 1 1 / i / 1 πx 1 / i πx ψ ( xt, ψ e ψ e sin e sin e / ie t ie t ie t ie t 1 (β Καθώς έχουµε τις δύο ενερειακές καταστάσεις απειρόβαθου πηαδιού µε c 1/, c i/ P P 1/, δηλαδή ισοπίθανες ενερειακές καταστάσεις, 1 1 έτσι E PE PE ( E E 5 1 1 1 Οπότε καθώς π 4meV m E 5 E 4E 5 4meV 15 mev, και ( 1 1 ( Έχουµε χρονοανεξάρτητη πιθανότητα καθώς 1 π 15nm ie t i π 15nm ψ ( x 15 nm, t sin e sin e ie1t / 1 π ie1t / i iet / e sin e sinπe / ie 1 P x nm t dx ψ x nm t ψ x nm t dx dx nm * ( 15, ( 15, ( 15, /3

ΘΕΜΑ [5] Θεωρούµε κβαντικό σύστηµα που περιράφεται από την Χαµιλτονιανή, H 4ε 1 1 3iε 1 1, ( ( µε 1, ιδιοσυναρτήσεις κάποιου ερµιτιανού τελεστή και ε πραµατικός (α Να βρεθούν οι ιδιοτιµές και τα ιδιοδιανύσµατα του τελεστή της ενέρειας (β Να επαληθευτεί ότι έχετε βρει τις σωστές ιδιοτιµές και τα ιδιοδιανύσµατα δείχνοντας ότι ισχύουν οι σχέσεις που περιράφουν το πρόβληµα ιδιοτιµών της ενέρειας, δηλαδή H ψ E ψ, όπου E η ιδιοτιµή και ψ η ιδιοσυνάρτηση Θεωρούµε ένα φυσικό µέεθος που περιράφονται από τον τελεστή Α από την σχέση A a3i1 3i1, όπου α πραµατικός ( ( ( Να βρεθεί ο ρυθµός µεταβολής της µέσης τιµής του τελεστή Α Την χρονική στιµή t, µετράµε το φυσικό µέεθος που σχετίζονται µε τον τελεστή Α και βρίσκουµε µηδενική τιµή (δ Να βρεθεί η κυµατοσυνάρτηση του συστήµατος την τυχαία χρονική στιµή t > (ε Αν την χρονική στιµή t 1ps µετρήσω τα φυσικά µεέθη Α και H ποιες είναι οι δυνατές µετρούµενες τιµές και µε ποιες πιθανότητες; (ααπαιτούµε λ 3iε λ ε λ ε ε λ ε ε λ ± ε 3iε 4ε λ det ( 4 ( 4 9 16 9 ± 5 Για το πρώτο ιδιοδιάνυσµα (λ5ε χρειάζεται να λύσω το αλεβρικό σύστηµα: 5ε 3iδ x 3iε 4ε 5ε y ε 3iδ x 3iε 6ε y, µε το περιορισµό της κανονικότητας x y 1 (προσοχή, x, y είναι ενικά µιαδικοί Για το δεύτερο ιδιοδιάνυσµα (λ-5ε χρειάζεται να λύσω το αλεβρικό σύστηµα: 5ε 3iδ x 3iε 4ε 5ε y 9ε 3iδ x 3iε ε y, µε το περιορισµό της κανονικότητας x y 1 (προσοχή, x, y είναι ενικά µιαδικοί Οι ιδιοσυναρτήσεις της ενέρειας είναι ψ 3i 1 1 3i, ψ 1 1 (β Για την λ5ε και ψ έχουµε

3i 1 H ψ ( 1 1 3iε ( 1 1 1 ( ε ( ( ( 3i 1 1 1 3i 1 3i 1 1 / 1 3i 1 3iε 1 3i / 1 5ε3i 1 5ε / 1 3i 1 5ε 5ε ψ 1 Για την λ-5ε και ψ έχουµε 1 3i H ψ ( 1 1 3iε ( 1 1 1 ( ε ( ( ( 1 1 1 3i 3i 3i 1 1 1 / 1 1 3i 3iε 3i 1 / 1 5ε 1 5 3iε / 1 1 3i 5ε 5ε ψ 1 ( Έχουµε d < A > 1 < [A, Η ] > dt i [ A, Η ] AH AB A a 3i 1 3i 1 1aψ ψ, όπου ( ( ( ( ( 1a ψ ψ 5εψ ψ 5εψ ψ 5εψ ψ 5εψ ψ 1a ψ ψ 5aεψ ψ 5aεψ ψ Άρα d A dt < > (δ Καθώς A 1aψ ψ 1aψ ψ ψ ψ (όσοι δεν καταλαβαίνουν την προφανότητα της προηούµενης ραφής, ας καταφύουν στην διαωνοποίηση του Α και κατά την µέτρηση βρίσκουµε την µηδενική ιδιοτιµή η κυµατοσυνάρτηση είναι Ψ ( x,t ψ Καθώς η αρχική κατάσταση είναι µια ιδοακατάσταση της ενέρειας έχουµε µια στάσιµη κατάσταση και Ψ ( x,t Ψ ( x,t ψ (ε Καθώς έχουµε στάσιµη κατάσταση η ενέρεια θα βρίσκεται πάντα στην ιδιοκατάσταση ψ και η µέτρηση θα δίνει µε 1% πιθανότητα η µέτρηση τιµή -5ε Προφανώς ια τους ίδιους λόους και ο τελεστής Α θα µετριέται πάντα µε µηδενική τιµή ΘΕΜΑ 3[51515] Θεωρούµε µονοδιάστατο κβαντικό σύστηµα στο οποίο υπάρχει σωµάτιο µάζας m Αν η δυναµική ενέρεια του συστήµατος είναι V( x c δ ( x c δ ( x, µε c <, c > (α Για ποιες τιµές της ολικής ενέρειας του συστήµατος έχουµε δέσµιες καταστάσεις και ια ποιες καταστάσεις σκέδασης Μελέτη δέσµιων καταστάσεων (β Να βρεθεί η συνθήκη από την οποία εκτιµώνται οι δυνατές ενερειακές καταστάσεις ια την περίπτωση των δέσµιων καταστάσεων

( Στην ειδική περίπτωση όπου, ποια σχέση πρέπει να ισχύει µεταξύ των παραµέτρων του δυναµικού ια να έχουµε δέσµια κατάσταση c c c Μελέτη καταστάσεων σκέδασης στην ειδική περίπτωση που ( (δ Να µελετηθεί η σκέδαση, δηλαδή εύρεση του R ή του T ια δέσµη που ξεκινά από το (α Οι δέσµιες καταστάσεις αντιστοιχούν σε αρνητικές ενέρειες, καθώς σε αυτή την περίπτωση E < V( ± Για θετικές ενέρειες έχουµε καταστάσεις σκέδασης (β ( c x δ Ι - ΙΙ ( c x δ ΙΙΙ V ( x ± Ε< Οι κυµατοσυναρτήσεις στις περιοχές Ι,ΙΙ και, ια να είναι τετραωνικά ολοκληρώσιµες είναι της µορφής x, x x me Ψ, x Ae Ψ B e Ψ Ce, όπου > Η συνέχεια των κυµατοσυναρτήσεων στο x- και δίνει Ψ ( Ψ ( Ae B e B e (1 Ψ ( Ψ ( Ce B e ( Ενώ από την ασυνέχεια των παραώων έχουµε mc mc Ψ ( Ψ ( Ψ( ( B e Ae Ae mc 1 Ae w (3 Ae mc mc Ψ ( Ψ ( Ψ( ( B e B e Ce Ce mc 1 Ce w (4 Ce Όλες οι σχέσεις µαζί ράφονται ως εξής

Ae (1 w Ae ( Ce (3 w Ce (4 Μπορούµε να απαλείψουµε τους συντελεστές A και C ( re 1 B w 1 w w r (1 re 1 B 1w (4 re 1 1w w w r e (3 re 1 1 w Από την ισότητα των δύο διαφορετικών εκφράσεων ια το r, βρίσκουµε mc mc mc mc 1 1 w 1 1w 4 e e e e 1 w 1 mc mc w mc c 4 ( Στην ειδική περίπτωση, έχουµε mc mc 1 1 4 m( c c m( c c e 1 1 mc c 4 ηλαδή όπως αναµενόταν έχουµε το αποτέλεσµα ενός δέλτα δυναµικού µε ένταση c c Για να έχουµε δέσµια κατάσταση πρέπει c c < (δ ( c x δ e Ε> 4 Ι - ΙΙ ΙΙΙ V ( x ± ( c x δ Οι κυµατοσυναρτήσεις στις περιοχές Ι, ΙΙ και, ια σκέδαση από αριστερά (δηλαδή από περιοχή ΙΙΙ προς Ι είναι της µορφής ikx ikx ikx ikx ikx me Ψ Ae, Ψ B e, Ψ e Ce, όπου k > Η συνέχεια των κυµατοσυναρτήσεων στο x- και δίνει ik ik ik Ψ ( Ψ ( Ae B e B e (1 ik ik ik ik Ψ ( Ψ ( e Ce B e ( Ενώ από την ασυνέχεια των παραώων έχουµε

mc ik ik ik mc ik Ψ ( Ψ ( Ψ( ik( B e ikae Ae ik ik mc ik ik ik ik 1 Ae w (3 Ae ik mc ik ik ik ik mc ik ik Ψ ( Ψ ( Ψ( ik( B ( ( e ik e Ce e Ce ik ik mc ik mc ik ik ik 1 e 1 Ce w (4 e wce ik ik ιαιρούµε την (3 µε την (1 και βρίσκουµε τον λόο B / B, δηλαδή ik ik ik w Ae B 1 w ik w ik ik ik e Ae B 1 w ιαιρούµε την (4 µε την ( και χρησιµοποιώντας τον νωστό λόο B / B δηλαδή 1 w i4k e 1 ik ik ik ik ik B / / 1 w B we w Ce w wce ik ik ik ik ik B / B / e Ce 1 w i4k 1 Ce e 1 1 w βρίσκουµε το C, i4k i6k ik i4k i6k ik ( 1 w e ( 1 w ( 1 w e C( 1 w e C ( 1 w we ( 1 ( 1 ( 1 i6k ik i6k ik i4k i4k ( 1 ( 1 ( 1 ( 1 ( 1 ( 1 ( 1 ( 1 i6k ik i4k ( 1 w( 1w e C( 1 w( 1 w e C ( 1 w( w 1 e ( 1 w ( 1 w w w w w e C w w e C w e C w e C w w e C w w e C w e w w w e w w mc mc i6k mc mc ik mc mc i4k mc mc e C e C e ik ik ik ik ik ik ik ik mc mc i6k mc mc ik mc mc i4k mc mc e C 1 1 1 1 e C e ik ik ik ik ik ik ik ik mc mc i4k mc mc 1 e 1 ik ik ik ik C mc mc ik mc mc i6k 1 1 e e ik ik ik ik Στην ειδική περίπτωση που c c ( c mc mc i4k mc mc ia ia i4k ia ia 1 1 1 e ( e 1 ik ik ik ik mc 1 isink k k k C a k mc mc ik mc mc i6k ik i6k 1 1 e e a a a a i4k 1 e e ik ik ik ik 1 e k k k k a a 4 1 sin a ia a ia 1 sin k 1 sin k k * k k k k k k R C C C a a 4 i4k a a i4k 1 e 1 e a a a a 1 k k k k 4 1 cos4k k k k k Στην ειδική περίπτωση ΘΕΜΑ 4[515], έχουµε όπως αναµένεται µηδενική ανάκλαση Ένας κβαντικός αρµονικός ταλαντωτής περιράφεται από την κυµατοσυνάρτηση iεt / iε1t ( xt, ψ e ψ e / Ψ / ( 1 (α Υπολοίστε την µέση τιµή της ορµής ια t (β Υπολοίστε την χρονοεξαρτώµενη µέση τιµή της θέσης χρησιµοποιώντας τους τελεστές aa, ( Αν νωρίζουµε ότι η µέση ενέρεια είναι 3meV πόσο είναι το x( t 1 ps σε nm;

iεt 1 (α Από την κυµατοσυνάρτηση ( / iε t xt / Ψ ψe ψ1e c c1 1/ (, /, Η κυµατοσυνάρτηση ια t είναι xt ( ψ ψ 1 βρίσκουµε Ψ (, /, πραµατική άρα η µέση ορµή είναι µηδέν, Ακόµα ( η µέθοδος νωρίζουµε ότι p c c1 p1 sinδ, µε δ sinδ και άρα p 1 (β Η κυµατοσυνάρτηση είναι ( i ε e e i ε Ψ 1 / a a iε iε ( ( 1 a a iε iε 1 x Ψ Ψ e e 1 e e 1 iε ( i ( 1t / i i 1t / i 1t / e e ε ε e a e ε a e ε a 1 1 1 / (φορµαλισµός Dirac, έτσι iε ( e iε ( iε iε 1 e 1 e 1 e iε 1 e / iε ( e iε1 iε iε1 e 1 ( e 1 e iε1 e / ( i( ε1ε e i( ε1ε e i( εε1 e i( ε1ε i( εε1 ( e e / cos (( ε1ε / 1 11 1 1 / (Έχουµε E PE PE 1 1 (1/(1/ (3/(1/ 1 E ω 3 mev Ακόµα στο φυσικό σύστηµα µονάδων έχουµε ότι, x( t 1 ps cos ε ε t 1 ps / / cos ω t 1 ps / / cos 455 rad / 11 (( 1 ( ( ( ( και καθώς x / mω 159nm, έχουµε τελικά x( t 1 ps 11 159nm177nm Πάτρα, 31/1/11