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

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

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

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

Να εκτιµηθούν οι ιδιοκαταστάσεις του συστήµατος για τις δέσµιες καταστάσεις.

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

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

. Να βρεθεί η Ψ(x,t).

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

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

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

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι (Τµήµα Α. Λαχανά) 1 Φεβρουαρίου 2010

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις Κεφαλαίου Ι

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

Â. Θέλουμε να βρούμε τη μέση τιμή

Κίνηση σε Μονοδιάστατα Τετραγωνικά Δυναμικά

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

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

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

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

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

Κβαντομηχανική Ι Λύσεις προόδου. Άσκηση 1

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

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

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

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

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

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

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 23: Ασκήσεις. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

Κβαντομηχανική Ι 2o Σετ Ασκήσεων. Άσκηση 1

και χρησιμοποιώντας τον τελεστή A r P αποδείξτε ότι για

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

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

Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο Ενδεικτικές Λύσεις Θεµάτων Τελικών εξετάσεων στη Θεµατική Ενότητα ΦΥΕ34. Ιούλιος 2008 KYMATIKH. ιάρκεια: 210 λεπτά

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

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.

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ 5 ης ΕΡΓΑΣΙΑΣ. Προθεσµία παράδοσης 6/5/08

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

Εισαγωγή σε προχωρημένες μεθόδους υπολογισμού στην Επιστήμη των Υλικών

Αρμονικός Ταλαντωτής

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

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 1

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

S ˆz. Απ. : Αυτό που πρέπει να βρούμε είναι οι συντελεστές στο ανάπτυγμα α. 2αβ

Εφαρμογές κβαντικής θεωρίας

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

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

Κβαντομηχανική Ι 3o Σετ Ασκήσεων. Άσκηση 1

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

Αναπαράσταση τελεστών µε πίνακα

( x) (( ) ( )) ( ) ( ) ψ = 0 (1)

Θεωρία Διαταραχών ΙΙ: Εκφυλισμένες Καταστάσεις

Απαντησεις στις ερωτησεις της εξετασης της 24 ης Ιουνιου 2005

ΕΑΠ ΦΥΕ η Εργασία έτους 2004 Ασκήσεις. 1) Τριφασικά ρεύµατα Τα τρία πηνία του

Κβαντομηχανική σε μία διάσταση

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

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

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

Ενότητα 4: Κεντρικές διατηρητικές δυνάμεις

Κβαντικό Σωμάτιο σε Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ η ΕΡΓΑΣΙΑ. Προθεσµία παράδοσης 16/11/10

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

Κβαντομηχανική Ι 1o Σετ Ασκήσεων. Άσκηση 1

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

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

Εξετάσεις 1ης Ιουλίου Για την ϐασική κατάσταση του ατόµου του Υδρογόνου της οποίας η κανονικοποιηµένη στην µονάδα

KΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

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

KYMATA Ανάκλαση - Μετάδοση

ΕΑΠ ΦΥΕ 34. ( γ ) Βρείτε την ενέργεια σε ev του φωτονίου της σειράς Balmer, που έχει το

Αρμονικός ταλαντωτής Ασκήσεις

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

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

ιαγώνισµα Γ Τάξης Ενιαίου Λυκείου Απλή Αρµονική Ταλάντωση - Κρούσεις Ενδεικτικές Λύσεις Β έκδοση Θέµα Α

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΦΥΕ η ΕΡΓΑΣΙΑ. Προθεσµία παράδοσης 11/11/08

ΙΑΦΟΡΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΣ 2012 ΘΕΜΑΤΑ Α

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

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

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

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

ΚΕΦΑΛΑΙΑ 3,4. Συστήµατα ενός Βαθµού ελευθερίας. k Για E 0, η (1) ισχύει για κάθε x. Άρα επιτρεπτή περιοχή είναι όλος ο άξονας

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

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

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

Διάλεξη 1: Κβαντομηχανική σε τρεις διαστάσεις

fysikoblog.blogspot.com

ΦΥΕ34 Λύσεις 5 ης Εργασίας

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

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

16/12/2013 ETY-202 ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 11. ΚΒΑΝΤΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΑΣΕΙΣ. 1396; office Δ013 ΙΤΕ. Στέλιος Τζωρτζάκης ΚΒΑΝΤΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΑΣΕΙΣ

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 2: Στοιχειώδη Σήματα Συνεχούς Χρόνου. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Αρµονικοί ταλαντωτές

7. Ταλαντώσεις σε συστήµατα µε πολλούς βαθµούς ελευθερίας

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ Σεπτέµβριος 2001 ΘΕΜΑ 1 Ένα φυσικό σύστηµα, ενός βαθµού ελευθερίας, περιγράφεται από την ακόλουθη συνάρτηση

2 ο κεφάλαιο: Ανάλυση και Σύνθεση κυματομορφών με τον Μετασχηματισμό Fourier

Κβαντική Φυσική Ι. Ενότητα 29: Το άτομο του υδρογόνου. Ανδρέας Τερζής Σχολή Θετικών Επιστημών Τμήμα Φυσικής

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Κβαντική Θεωρία ΙΙ. Εκφυλισμένη Θεωρία Διαταραχών Διδάσκων: Καθ. Λέανδρος Περιβολαρόπουλος

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

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

Εφαρμογές της κβαντομηχανικής. Εφαρμογές της κβαντομηχανικής

Transcript:

ΘΕΜΑ [5575] ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι Τελική Εξέταση: 3 Αυγούστου ( ιδάσκων: ΑΦ Τερζής) ιάρκεια εξέτασης,5 ώρες (α) Να αποδειχθεί ότι για οποιοδήποτε µη εξαρτώµενο από τον χρόνο τελεστή Α, ισχύει d A / dt = A, H / i, όπου Η η Χαµιλτονιανή του συστήµατος [ ] (β) Να αποδειχθεί ότι για οποιοδήποτε δυναµικό, ισχύει d x / dt = p / m, όπου x ο τελεστής της θέσης και p ο τελεστής της ορµής (γ) Να αποδειχθεί, ότι για δυναµικό απλού αρµονικού ταλαντωτή (συχνότητας ταλάντωσης ω), η µέση θέση εκτελεί απλή αρµονική ταλάντωση µε συχνότητα ω (α) Σελίδα βιβλίου Τραχανά (β) Σελίδα βιβλίου Τραχανά (γ) Αν Α=p, έχουµε [ ] ηλαδή d p / dt =m x mω x mω i d p / dt = p, H = p, = p, x =im x ω Και ( ) ω d d x / dt / dt = d x / dt = d p/ m / dt =mω x / m d x / dt ω x =, µε προφανή λύση απλή αρµονική ταλάντωση µε συχνότητα ω ΘΕΜΑ [] Η Χαµιλτονιανή διπλού κβαντικού πηγαδιού έχει την µορφή, H= ε ε γ, όπου, ορθοκανονικές ιδιοσυναρτήσεις ( ) κάποιου τελεστή Αν ε ε = γ και ε ε = γ Να βρεθούν οι ιδιοκαταστάσεις (ιδιοτιµές και ιδιοσυναρτήσεις) της ενέργειας, ως συναρτήσεις του γ Η αναπαράσταση µε πίνακα δίνει H = ε,h = ε,h = γ,h = γ Απαιτούµε ε λ γ ( ε ε) ± ( ε ε) γ E = γ det = ( ελ)( ε λ) γ = λ± = γ ε λ E = Ιδιοσυναρτήσεις της ενέργειας είναι 3/ 3/ ψ =, ψ = ΘΕΜΑ 3[5] Να µελετηθούν (πλήρη ανάπτυξη) οι καταστάσεις σκέδασης ( EV, > ) σε δυναµικό V( x) =VΘ ( x), όταν η προσπίπτουσα δέσµη έρχεται από το

Ανάλογη διαδικασία όπως στο βιβλίο σας ή στην παράδοση του µαθήµατος, ikx ik x ik x me ( V ) me Ψ = Be, Ψ = e Ae, όπου k = και k = Από τις συνθήκες συνέχειας έχουµε, Ψ () =Ψ () B= A Ψ () =Ψ () ikb = ik ik A ( k / k ) B = A Οπότε βρίσκουµε A= ( k k)/( k k) και B = ( k k)/( k k) = k /( k k) Έτσι καθώς R = A, T = B k/ k, έχουµε R = k k / k k, T = kk / k k ΘΕΜΑ [] Ηλεκτρόνια σκεδάζονται από αριστερά στα δεξιά σε δυναµικό V( x) = V ( Θ( x) Θ( Lx) ) Αν έχουµε V = ev E = ev, όλα τα ηλεκτρόνια ανιχνεύονται στο Πόσο είναι το L, αν γνωρίζουµε ότι 6Å < L < 7Å; Έχουµε ορθογώνιο φράγµα δυναµικού, µε σηµεία ασυνέχειας του δυναµικούς στις θέσεις m και L Ισχύει k = ( E V ) = 57 Å -, και όταν όλα τα ηλεκτρόνια ανιχνεύονται στο έχουµε κατάσταση συντονισµού, οπότε θα πρέπει να ισχύει kl = nπ, όπου n θετικός ακέραιος ηλαδή kl = nπ L= nπ / k = nπ / 57 Å - = 6n Å Άρα, καθώς 6Å < L <7Å, n= και L = 6Å ΘΕΜΑ 5[5555] (α) Να αποδειχθεί ότι σε τετραγωνικό πηγάδι πλάτους L και βάθους V, οι δυνατές ενεργειακές καταστάσεις προσδιορίζονται από την σχέση, cos θ = θ / λ nπ / λ, όπου λ = L mv / (β) Θεωρούµε ένα ποζιτρόνιο σε τετραγωνικό πηγάδι πλάτους 3Å και βάθους ev Πόσες δέσµιες ενεργειακές καταστάσεις µπορούν να υπάρξουν σε αυτό; (γ) Πόσες δέσµιες ενεργειακές καταστάσεις θα έχουµε αν υποδιπλασιαστεί το πάχος του; (δ)η θεµελιώδη κατάσταση αυξάνει ή µειώνεται (εξηγείστε);

(α) Παραδόσεις µαθήµατος και προηγούµενες εκδόσεις βιβλίων Τραχανά Έχουµε = γ = ( ) γ = ( ) k me/, m E V / k m E V / = U Από την τελευταία σχέση φαίνεται ότι µπορούµε να γράψουµε k = U cos θ, γ = U sinθ, µε την γωνία θ να περιορίζεται στην περιοχή [, π / ] Από το βιβλίο σας (Τραχανάς) βλέπουµε ότι η συνθήκη για τις άρτιες λύσεις είναι της µορφής tan kl = γ / k tan kl = sin θ / cosθ = tanθ kl = θ mπ, όπου m ακέραιος Για τις περιττές ( ) tan kl =k/ γ tan kl = cos θ / sinθ = tan θ π / kl = θ π / m π, όπου m είναι ακέραιος Για τις άρτιες λύσεις έχουµε kl = θ mπ kl = θ m( π /) και για τις περιττές kl = θ π / m π kl = θ (m )( π /), άρα πρακτικά η συνθήκη για άρτιες και περιττές λύσεις είναι µία, δηλαδή kl = θ nπ / cos θ = θ / λ nπ /λ, όπου ορίσαµε την ποσότητα λ U L (β) Η σηµαντική παράµετρος είναι η λ = L U = L mv /, όπου L είναι το µισό πλάτος του πηγαδιού Έτσι, λ = L U = L mv = και ο αριθµός των καταστάσεων είναι / 3,38 nt[ λ / π ] Καθώς nt[ λ / π ] = 3, δηλαδή οι καταστάσεις στο πηγάδι είναι τρεις (γ) Αν L = L/, έχουµε λ = L U = L/ U = λ / και nt[ λ / π] = nt [ λ/ π ] =, δηλαδή οι καταστάσεις στο πηγάδι είναι δύο (δ) Η κλίση της ευθείας µεγαλώνει, άρα η γωνία µικραίνει και το k (ανάλογο του συνηµιτόνου της γωνίας µεγαλώνει) άρα και η ενέργεια, ανάλογη του τετραγώνου του k

ΘΕΜΑ 6[55] Θεωρούµε µονοδιάστατο κβαντικό σύστηµα στο οποίο υπάρχει σωµάτιο µάζας m Αν η δυναµική ενέργεια του συστήµατος είναι V( x) = δ ( xl) δ ( x) (α) Για ποιες τιµές της ολικής ενέργειας του συστήµατος έχουµε δέσµιες καταστάσεις και για ποιες καταστάσεις σκέδασης (β) Να βρεθεί η συνθήκη από την οποία εκτιµώνται οι δυνατές ενεργειακές καταστάσεις για την περίπτωση των δέσµιων καταστάσεων (α) Οι δέσµιες καταστάσεις αντιστοιχούν σε αρνητικές ενέργειες, καθώς σε αυτή την περίπτωση E < V( ±) Για θετικές ενέργειες έχουµε καταστάσεις σκέδασης (β) L Ι ΙΙ ΙΙ Ε Οι κυµατοσυναρτήσεις στις περιοχές Ι,ΙΙ και, για να είναι τετραγωνικά ολοκληρώσιµες γ x γx γx γx me είναι της µορφής Ψ = Ae, Ψ = B e Be, Ψ = Ce, όπου γ = Η συνέχεια των κυµατοσυναρτήσεων στο x= και L δίνει Ψ () =Ψ () A= B B () γl γl γl Ψ ( L) =Ψ ( L) Ce = B e Be () Ενώ από την ασυνέχεια των παραγώγων έχουµε mc m Ψ () Ψ () = Ψ() γ( B ) B γa= A m B B = (3) A B B = wa γ m γl γl γl m γl Ψ ( ) Ψ L ( L) = Ψ( L) γ( B ) e Be γce = Ce γ L γl m γl γl Be Be = = () Ce wce γ Όλες οι σχέσεις µαζί γράφονται ως εξής B B = A () B B = wa () γl γl γl Be Be = Ce (3) γl γl γl B e Be =wce () Μπορούµε να απαλείψουµε τους συντελεστές A και C () B B r B w = w = w r = () B B r B w γl γl γl γl () (3) Be Be = re e = = w L w w r e γ γl γl γl γl Be Be re e w Από την ισότητα των δύο διαφορετικών εκφράσεων για το r, βρίσκουµε

m m m m w w γ γ γ γ = e = e = e w w m m m m γ γ γ γ γ L γl γl m m γ = γ γ = = m m m γ γ γl γl γl e e e ΘΕΜΑ 7[55] Ένας αρµονικός ταλαντωτής βρίσκεται στις δύο πρώτες ενεργειακές καταστάσεις του (α) Προσδιορίστε ακριβώς αυτή την κατάσταση αν γνωρίζουµε ότι έχει µηδενική µέση ορµή και διασπορά ενέργειας 5 (β) Υπολογίστε την µέση τιµή της θέσης, από την σχέση x = Ψ * ( xx ) Ψ ( xdx ) (γ) Υπολογίστε την µέση τιµή της θέσης, χρησιµοποιώντας τους τελεστές aa, ( P ) 3 P 9P 9 P 9 = = = = = (α) Έχουµε E PE PE P P P και 3 P 3P P 3 ( P ) 3 E = PE PE = P P = = = P, έτσι έχουµε 3 ( ) 9 3 / E = E E = P P = P P = P = /, οπότε βρίσκουµε P = c = /, P = c = / Ακόµα γνωρίζουµε ότι p = c c p sinδ, άρα sinδ = δ =, καθώς τα στοιχεία πίνακα είναι µη µηδενικά, * * Ψ( x) Ψ ( x) x / x / = = Ψ = Ψ = x x π p p ( x)( i ) dx i ( x) dx i xe ( xe ) dx x / i x e dx π i p = = = Έτσι η κυµατοσυνάρτηση είναι Ψ ( ) = (/ ) ( Ψ Ψ ) (β) Έχουµε x = c c x cosδ και καθώς π x / = xe dx x π = = x x / x / x = Ψ ( xx ) Ψ ( xdx ) = e xxe ( ) dx βρίσκουµε x = c c x cosδ = = (γ) Η κυµατοσυνάρτηση είναι Ψ = (/ ) ( ) (φορµαλισµος Dirac), έτσι

a a a a x = Ψ Ψ = ( ) ( ) = ( )( a a a a ) = ( )( ) = ( ) =