KΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

Σχετικά έγγραφα
Διάλεξη 1: Κβαντομηχανική σε τρεις διαστάσεις

Εφαρμογές κβαντικής θεωρίας

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

Η Αναπαράσταση της Θέσης (Position Representation)

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

και χρησιμοποιώντας τον τελεστή A r P αποδείξτε ότι για

. Να βρεθεί η Ψ(x,t).

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι (Τµήµα Α. Λαχανά) 1 Φεβρουαρίου 2010

Κβαντομηχανική Ι 1o Σετ Ασκήσεων. Άσκηση 1

Κεφάλαιο 38 Κβαντική Μηχανική

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 5: Κυματομηχανική. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις Κεφαλαίου Ι

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

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

Κβαντομηχανική σε μία διάσταση

Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών

16/12/2013 ETY-202 ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 09. ΤΑΥΤΟΣΗΜΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ. 1396; office Δ013 ΙΤΕ. Στέλιος Τζωρτζάκης ΤΑΥΤΟΣΗΜΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ

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

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

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

PLANCK 1900 Προκειμένου να εξηγήσει την ακτινοβολία του μέλανος σώματος αναγκάστηκε να υποθέσει ότι η ακτινοβολία εκπέμπεται σε κβάντα ενέργειας που

Εφαρμογές της κβαντομηχανικής. Εφαρμογές της κβαντομηχανικής

Ηλεκτρομαγνητισμός - Οπτική - Σύγχρονη Φυσική Ενότητα: Σύγχρονη Φυσική

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

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

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

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

Σύγχρονες αντιλήψεις γύρω από το άτομο. Κβαντική θεωρία.

Αρμονικός ταλαντωτής Ασκήσεις

Spin του πυρήνα Μαγνητική διπολική ροπή Ηλεκτρική τετραπολική ροπή. Τάσος Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ (ΚΕΦΑΛΑΙΟ 38 +)

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

Από τι αποτελείται το Φως (1873)

Η Ψ = Ε Ψ. Ψ = f(x, y, z, t, λ)

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ I Ενότητα 5 Μεταφορική και Ταλαντωτική Κίνηση Δημήτρης Κονταρίδης Αναπληρωτής Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

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.

Κεφάλαιο 2. Ο κυματοσωματιδιακός δυισμός της ύλης

PLANCK 1900 Προκειμένου να εξηγήσει την ακτινοβολία του μέλανος σώματος αναγκάστηκε να υποθέσει ότι η ακτινοβολία εκπέμπεται σε κβάντα ενέργειας που

Κίνηση σε Μονοδιάστατα Τετραγωνικά Δυναμικά

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

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

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

Το Ελεύθερο Σωμάτιο Ρεύμα Πιθανότητας

ΥΛΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ. Μάθημα Ι: Εισαγωγικές έννοιες. Πρασσά Βάια

Κβαντομηχανική Ι 2o Σετ Ασκήσεων. Άσκηση 1

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

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

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ III. ΤΟ ΣΥΓΧΡΟΝΟ ΑΤΟΜΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ

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

Κβαντικές Καταστάσεις

Κβαντομηχανική Ι Λύσεις προόδου. Άσκηση 1

ETY-202. Ο γενικός φορμαλισμός Dirac ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 05. Ο ΓΕΝΙΚΟΣ ΦΟΡΜΑΛΙΣΜΟΣ DIRAC. Στέλιος Τζωρτζάκης 21/11/2013

Ηλεκτρονική δομή ημιαγωγών-περίληψη. Σχέση διασποράς για ελεύθερα ηλεκτρόνια στα μέταλλα-

Â. Θέλουμε να βρούμε τη μέση τιμή

Λύσεις 9 ου Set Ασκήσεων Κβαντομηχανικής Ι

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

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 5

Μοντέρνα Φυσική. Κβαντική Θεωρία. Ατομική Φυσική. Μοριακή Φυσική. Πυρηνική Φυσική. Φασματοσκοπία

Κβαντομηχανική Ι 3o Σετ Ασκήσεων. Άσκηση 1

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

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

Κεφάλαιο Σ3. Κβαντική Μηχανική Τμήμα Μηχανικών Βιοϊατρικής / Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ. Επιμέλεια: ΑΓΚΑΝΑΚΗΣ A.ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, Φυσικός.

Λύσεις Θεµάτων - Κβαντοµηχανική ΙΙ (Τµήµα Α. Λαχανά) Ειδική Εξεταστική Περίοδος - 11ης Μαρτίου 2013

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 1

Κβαντομηχανική ή κυματομηχανική

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

Υλικά κύματα. Οδηγούντα κύματα de Broglie. Τα όρια της θεωρίας Bohr. h pc p

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

Κυματική φύση της ύλης: ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ. Φωτόνια: ενέργεια E = hf = hc/λ (όπου h = σταθερά Planck) Κυματική φύση των σωματιδίων της ύλης:

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

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

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

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

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

ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΗΠΙΑ ΔΙΑΤΑΡΑΧΗ ΣΕ ΤΕΝΤΩΜΕΝΗ ΕΛΑΣΤΙΚΗ ΧΟΡΔΗ ΔΙΑΔΙΔΕΤΑΙ ΩΣ ΚΥΜΑ;

Μάθημα 7ο. Υλοκύματα Και Η Σύγχρονη Ατομική Θεωρία

Κύριος κβαντικός αριθμός (n)

ΑΠΟΔΙΕΓΕΡΣΗ (ΔΙΑΣΠΑΣΗ)

Θεωρία Υλικών, 11/2/2011

Κβαντικό Σωμάτιο σε Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο

ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ I Ενότητα 3 Κβαντική Θεωρία Δημήτρης Κονταρίδης Αναπληρωτής Καθηγητής Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Ψαρεύοντας έρχεται η θάλασσα. Οδυσσέας Ελύτης

Ατομική Φυσική. Η Φυσική των ηλεκτρονίων και των ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων.

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

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

ΚΙΝΗΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΑΕΡΙΩΝ ΘΕΩΡΙΑ

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

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Κεντρικά Δυναμικά Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

Κβαντομηχανική εικόνα του ατομικού μοντέλου

Κλασική Ηλεκτροδυναμική

Διάλεξη 3: Το άτομο του Υδρογόνου. Αναζητούμε λύσεις της χρονοανεξάρτητης εξίσωσης Schrödinger για το κεντρικό δυναμικό

Χημεία Γ Λυκείου Θετικής Κατεύθυνσης

3. Το πρότυπο του Bohr εξήγησε το ότι το φάσμα της ακτινοβολίας που εκπέμπει το αέριο υδρογόνο, είναι γραμμικό.

Κεφάλαιο 9: Συστήματα Πολλών σωματίων

Συνεχές Φάσµα - Συνάρτηση δέλτα (Dirac)

ΑΝΩΤΑΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΡΗΤΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ

Κεφάλαιο 11. Η Εξίσωση Schrödinger σε μια διάσταση

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

Transcript:

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 KΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ Κυματική εξίσωση Schrödiger Η δυνατότητα ενός σωματιδίου να συμπεριφέρεται ταυτόχρονα και ως κύμα, δηλαδή να είναι εντοπισμένο και αδιαίρετο αφενός και εκτεταμένο και διαιρετό αφετέρου, ερμηνεύτηκε από τον M. Bor το 198 με την πιθανοκρατική ερμηνεία των υλικών κυμάτων. Σύμφωνα με αυτή το κύμα που περιγράφει την κίνηση ενός σωματιδίου στο χώρο δεν αντιπροσωπεύει μια μετρήσιμη φυσική διαταραχή (όπως ένα ηλεκτρομαγνητικό, ακουστικό ή οποιοδήποτε άλλο μηχανικό κύμα), αλλά είναι μια καθαρά μαθηματική οντότητα που περιγράφει απλώς την πιθανότητα να βρεθεί το σωματίδιο στη μια ή την άλλη περιοχή του χώρου. Δηλαδή πρόκειται για ένα κύμα πιθανότητας. Έτσι όπου το κύμα είναι ισχυρό, η πιθανότητα να βρεθεί το σωματίδιο είναι μεγάλη και αντιστρόφως, όπου το κύμα είναι ασθενές, η πιθανότητα να βρεθεί εκεί το σωματίδιο είναι αντίστοιχα μικρή. Αν (x) είναι η κυματοσυνάρτηση ενός υλικού κύματος (κύματος πιθανότητας) σε μια ορισμένη χρονική στιγμή, τότε η πυκνότητα πιθανότητας να βρεθεί το σωματίδιο μεταξύ x και x+dx είναι: dp dx * ( x) (1) * όπου είναι η μιγαδική συζυγής της ψ όταν αυτή είναι εκφρασμένη μιγαδικά. Οπότε η πιθανότητα να βρεθεί το σωματίδιο μέσα σε ένα πεπερασμένο μήκος x - x 1 προφανώς είναι: x P ( x) dx () x 1 Ενώ επειδή το σωματίδιο πρέπει πάντοτε να βρίσκεται κάπου στοω άξονα x, αν το ολοκλήρωμα επεκταθεί σε όλο τον άξονα x, η πιθανότητα γίνεται βεβαιότητα, δηλαδή ισούται με τη μονάδα και ισχύει: ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 ( x) dx 1 (3) Η σχέση (3) ονομάζεται συνθήκη κανονικοποίησης και εκφράζει τη διατήρηση της ολικής πιθανότητας. Η κυματοσυνάρτηση ψ των υλικών κυμάτων ικανοποιεί την ακόλουθη κυματική εξίσωση: ψ( x) m x ( E V) ψ( x) 0 (4) Η σχέση (4) αποτελεί τη χρονικά ανεξάρτητη κυματική εξίσωση Schrödiger και δίνει καταστάσεις σταθερής συχνότητας, δηλαδή σταθερής ενέργειας. Η κυματική εξίσωση Schrödiger αποτελεί κλειδί στη θεωρία της κβαντομηχανικής και η σημασία της είναι παρόμοια με τη σημασία των νόμων του Newto στην κλασσική μηχανική. Συγγραφή Επιμέλεια: Παναγιώτης Φ. Μοίρας ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 Απειρόβαθο μονοδιάστατο πηγάδι δυναμικού Θεωρείται η περίπτωση ενός σωματιδίου που είναι περιορισμένο να κινείται σε μια περιοχή μεταξύ του x=0 και x= στην οποία το δυναμικό είναι V=0. Στα x=0 και x= τα τοιχώματα του δυναμικού έχουν άπειρο ύψος. Αυτό αποτελεί μια εξιδανικευμένη μορφή του δυναμικού που βλέπει ένα ηλεκτρόνιο στις χαμηλές ενεργειακές στάθμες κοντά στον πυρήνα ενός ατόμου. Συνεπώς το απλό αυτό κβαντομηχανικό πρόβλημα περιγράφει την κίνηση σωματιδίου υπό την επίδραση του δυναμικού: 0 V( x), για, για x 0 x και x 0 V(x) V(x) Η γραφική παράσταση της συνάρτησης δυναμικού φαίνεται στο Σχήμα 1. Το γεγονός ότι το δυναμικό είναι άπειρο έξω από το πηγάδι, σημαίνει ότι το σωματίδιο δεν έχει καμία πιθανότητα να ξεφύγει από το διάστημα 0<x< και επομένως η κυματοσυνάρτηση θα είναι μηδέν παντού έξω από το πηγάδι και θα έχει μη μηδενικές τιμές Σχήμα 1 μόνο μέσα σε αυτό. Συνεπώς για να υπάρχει συνέχεια των τιμών της ψ(x) μέσα και έξω από το διάστημα 0<x< θα πρέπει να ισχύουν οι συνοριακές συνθήκες: ψ(x=0)=ψ(x=)=0 (5) Επειδή όμως για 0 x είναι V(x)=0 η χρονικά ανεξάρτητη εξίσωση Schrödiger (4) δίνει: x ψ me ψ 0 x ψ k me ψ 0, όπου k (6) Η γενική λύση της παραπάνω διαφορικής εξίσωσης ως γνωστό είναι: ψ( x) A si kx Bcos kx (7) ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 Οπότε επιβάλλοντας τις συνοριακές συνθήκες (5) στην (7) προκύπτει: ( x (7) 0) 0 Asi 0 B cos0 0 B 0 Δηλαδή: ψ( x) Asi kx (8) και (8) ( x ) 0 Asi k 0 si k 0 π k π k, 1,,... (9) Άρα από τις (6) και (9) προσδιορίζονται οι ενεργειακές ιδιοτιμές ως: me π E π m E, 1,,... 1 (10) όπου E 1 π / m είναι η ενέργεια της θεμελιώδους στάθμης. Επίσης οι ιδιοτιμές της ορμής είναι: p (9) k p, 1,,... (11) Δηλαδή παρατηρείται ότι σε ένα άπειρο πηγάδι δυναμικού, ένα σωματίδιο δεν μπορεί να έχει μια αυθαίρετη τιμή ενέργειας, αλλά θα πρέπει να πάρει μόνο τις κβαντισμένες τιμές Ε. Οι ιδιοσυναρτήσεις του σωματιδίου σύμφωνα με τις (8) και (9) είναι: π ψ ( x) A si x, 1,,... (1) όπου η σταθερά Α υπολογίζεται από τη συνθήκη κανονικοποίησης ως: ψ ( x) dx 1 A si kxdx 1 A ( 1 cos kx) dx 0 0 0 1 ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 A 1 si k k A 1 si π k A ( 0) 1 A A Άρα οι κανονικοποιημένες ιδιοσυναρτήσεις είναι: ψ π ( x) si x, 1,,... (13) Στο ακόλουθο σχήμα φαίνεται η μορφή των τεσσάρων πρώτων ιδιοσυναρτήσεων: ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 E 1 π / m Σχήμα Παρατηρήσεις: Από το παραπάνω σχήμα διαπιστώνεται ότι: α) Οι ιδιοσυναρτήσεις είναι εναλλάξ άρτιες και περιττές ως προς το κέντρο του φρέατος δυναμικού και αυτό είναι γενικό χαρακτηριστικό όλων των δυναμικών V(x) που είναι συμμετρικά ως προς κάποιο σημείο, δηλαδή είναι άρτια (κατοπτρικά) δυναμικά V(x)=V(-x). β) Όσο περισσότερο διεγερμένη είναι μια στάθμη, τόσο περισσότερους κόμβους εμφανίζει η αντίστοιχη κυματοσυνάρτηση. Η ιδιότητα αυτή είναι γενική, ισχύει για όλα τα κβαντικά συστήματα και είναι γνωστή ως κομβικό θεώρημα. Συγγραφή Επιμέλεια: Παναγιώτης Φ. Μοίρας ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778

ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 (Απ.: λ= 68,73 m - 5,78m - 13,75m) (Απ.: f=4.3 x10 16 Hz) ΣΟΛΩΜΟΥ 9 - ΑΘΗΝΑ 693 946778