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

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

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

Είναι (1) Έστω (2) Τότε η (1) γράφεται (3) Από την (3) βλέπουμε ότι η y ( x; a ) περιγράφει μια συνοχική κατάσταση μάλιστα

Â. Θέλουμε να βρούμε τη μέση τιμή

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

Αρμονικός ταλαντωτής Ασκήσεις

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

Για να υπολογίσουμε το ολοκλήρωμα στο δεξιό μέλος της (3), κάνουμε την αλλαγή μεταβλητής

Εύρεση των ιδιοτιμών της στροφορμής

μαγνητικό πεδίο παράλληλο στον άξονα x

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ. Ασκήσεις Κεφαλαίου Ι

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

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

Αρμονικός Ταλαντωτής

Η άλγεβρα της στροφορμής

Το θεώρημα virial1 στην κβαντική μηχανική

Λυμένες ασκήσεις στροφορμής

ΕΞΙΣΩΣΗ ΣΥΝΕΧΕΙΑΣ ΣΕ ΜΙΑ ΤΥΧΑΙΑ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ

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

1. Μετάπτωση Larmor (γενικά)

( x) (( ) ( )) ( ) ( ) ψ = 0 (1)

Σύστημα δύο αλληλεπιδρώντων σπιν μέσα σε ομογενές μαγνητικό πεδίο (άσκηση)

Ιδιοσυναρτήσεις του αρμονικού ταλαντωτή Πολυώνυμα Hermite

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

Δύο διακρίσιμα σωμάτια με σπιν s 1

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

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.

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

και χρησιμοποιώντας τον τελεστή A r P αποδείξτε ότι για

(ταλαντούμενο) μαγνητικό πεδίο τυχαίας κατεύθυνσης Επίλυση με αλλαγή βάσης

Δηλαδή. Η Χαμιλτονιανή του περιστροφέα μέσα στο μαγνητικό πεδίο είναι

. Να βρεθεί η Ψ(x,t).

2( ) ( ) ψ είναι οι ιδιοκαταστάσεις του τελεστή. ψ x, θα πάρουµε

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

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

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

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

Θεωρία Διαταραχών ΙΙ: Εκφυλισμένες Καταστάσεις

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

ETY-202 ΎΛΗ & ΦΩΣ 07. ΣΤΡΟΦΟΡΜΗ ΚΑΙ ΤΟ ΑΤΟΜΟ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

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

μαγνητικό πεδίο τυχαίας κατεύθυνσης

Το Ελεύθερο Σωμάτιο Ρεύμα Πιθανότητας

Κίνηση σε Μονοδιάστατα Τετραγωνικά Δυναμικά

Σπιν 1/2. Γενικά. 2 Υπενθυμίζουμε ότι τα έξι κουάρκ και τα έξι λεπτόνια του Καθιερωμένου Προτύπου,

Κβαντικό Σωμάτιο σε Ηλεκτρομαγνητικό Πεδίο

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

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

+ z, όπου I x, I y, I z είναι οι ροπές αδράνειας

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

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

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

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

Δείξτε ότι οι ιδιοκαταστάσεις της ενέργειας του ελεύθερου κβαντικού 2

Παραμαγνητικός συντονισμός

Το κυματοπακέτο. (Η αρίθμηση των εξισώσεων είναι συνέχεια της αρίθμησης που εμφανίζεται στο εδάφιο «Ελεύθερο Σωμάτιο».

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙI Ιούνιος 2004

Πανεπιστήμιο Αθηνών Τμήμα Φυσικής

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

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

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

Τηλ./Fax: , Τηλ: Λεωφόρος Μαραθώνος &Χρυσοστόµου Σµύρνης 3, 1

ΚΒΑΝΤΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Ι (Τµήµα Α. Λαχανά) 1 Φεβρουαρίου 2010

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ. ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙI Σεπτέμβριος 2004

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

Γενική Μεταπτυχιακή Εξέταση - ΕΜΠ & ΕΚΕΦΕ-" ηµόκριτος"

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

Η Αναπαράσταση της Θέσης (Position Representation)

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

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

Χρονοανεξάρτητη Μη-Εκφυλισμένη Θεωρία Διαταραχών

Αγγύλες Poisson. Ας θεωρήσουμε κάποια συνάρτηση των κανονικών μεταβλητών. Οι

Κβαντομηχανική Ι 3o Σετ Ασκήσεων. Άσκηση 1

ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΙΙ - Ενότητα 5

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

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

Κβαντομηχανική σε μία διάσταση

Ηλεκτρική και Μηχανική ταλάντωση στο ίδιο φαινόμενο

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

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2: ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ, ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ, ΟΡΜΗ) 2ο set - μέρος Α - Απαντήσεις ΘΕΜΑ Β

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

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

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

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

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

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2: ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ, ΑΡΧΙΚΗ ΦΑΣΗ, ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ, ΟΡΜΗ) ΛΥΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β

Χρησιμοποιείστε την πληροφορία αυτή για να δείξετε ότι ο τελεστής που θα μεταφέρει το άνυσμα

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

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

T 4 T 4 T 2 Τ Τ Τ 3Τ Τ Τ 4

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

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ 2015 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 7

1. Η απομάκρυνση σώματος που πραγματοποιεί οριζόντια απλή αρμονική ταλάντωση δίδεται από την σχέση x = 0,2 ημ π t, (SI).

ΘΕΜΑ Β Β.1 Ένα σύστημα ξεκινά φθίνουσες ταλαντώσεις με αρχική ενέργεια 100J και αρχικό πλάτος A o. Το έργο της δύναμης αντίστασης μετά από N ταλαντώσε

Δομή Διάλεξης. Ορισμός Ηλεκτρικού Δυναμικού και συσχέτιση με το Ηλεκτρικό Πεδίο

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

ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥMΟ: ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 15/11/2015

δ. Ο χρόνος ανάμεσα σε δυο διαδοχικούς μηδενισμούς του πλάτους είναι Τ =

Κεφάλαιο 38 Κβαντική Μηχανική

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό καθεµιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Transcript:

ΜΟΝΟΔΙΑΣΤΑΤΟΣ ΑΡΜΟΝΙΚΟΣ ΤΑΛΑΝΤΩΤΗΣ ΜΕΣΕ ΣΕ ΟΜΟΓΕΝΕΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΠΕΔΙΟ: ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΕΣΩΝ ΤΙΜΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΤΩΝ ΤΕΛΕΣΤΩΝ ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑΣ ΚΑΙ ΚΑΤΑΣΤΡΟΦΗΣ Για μια τυχαία ιδιοκατάσταση της ενέργειας,, υπολογίζουμε τη μέση τιμή της θέσης, x, τη μέση τιμή της ορμής, p, τη μέση τιμή του τετραγώνου της θέσης, x, τη μέση τιμή του τετραγώνου της ορμής, p, και την αβεβαιότητα θέσης ορμής, x p, και συζητάμε τα αποτελέσματα. Θεωρούμε γνωστούς τους τελεστές δημιουργίας και καταστροφής του συστήματος, τους οποίους υπολογίσαμε στην προηγούμενη ανάρτηση. Λύση Όπως δείξαμε στην προηγούμενη ανάρτηση, οι τελεστές καταστροφής και δημιουργίας, a, a, του δυναμικού V x m x q x (φορτισμένος αρμονικός ταλαντωτής μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο) είναι m i q a x p m m m i q a x p m m Θα λύσουμε τις δύο προηγούμενες εξισώσεις ως προς x και p για να εκφράσουμε τους τελεστές θέσης και ορμής συναρτήσει των τελεστών a, a. Αν προσθέσουμε τις δύο εξισώσεις κατά μέλη, θα πάρουμε m q m q a a x x x a a q m m m m Αν αφαιρέσουμε τις δύο εξισώσεις κατά μέλη, θα πάρουμε m i m m a a p i p p i a a p i a a m m Παρατηρήστε ότι ο τελεστής a a είναι ερμιτιανός, οπότε ο τελεστής q a a είναι επίσης ερμιτιανός, όπως πρέπει αφού ισούται με τον m m ερμιτιανό τελεστή της θέσης. Αντίθετα, ο τελεστής a a είναι αντιερμιτιανός, όπως m μπορείτε εύκολα να δείξετε, οπότε ο τελεστής i a a είναι, λόγω του παράγοντα i, ερμιτιανός, όπως πρέπει αφού ισούται με τον ερμιτιανό τελεστή της ορμής. Θα υπολογίσουμε τώρα τη μέση τιμή της θέσης και της ορμής, σε μια τυχαία ιδιοκατάσταση της ενέργειας.

q q x x a a a a m m m m q q a a x m m m 0 0 Θυμίζουμε ότι οι ιδιοκαταστάσεις της ενέργειας είναι μεταξύ τους κάθετες, δηλαδή ισχύει m. m m m p p i a a i a a 0 p 0 0 0 Παρατηρήστε ότι η μέση τιμή της θέσης είναι ίδια σε όλες τις ιδιοκαταστάσεις και μηδενίζεται αν μηδενίσουμε το ηλεκτρικό πεδίο, δηλαδή στον αρμονικό ταλαντωτή είναι μηδέν. Η μέση τιμή της ορμής είναι μηδέν σε όλες τις ιδιοκαταστάσεις, πράγμα που αναμέναμε διότι, όπως ξέρουμε, σε ένα μονοδιάστατο σύστημα, η μέση τιμή της ορμής είναι μηδέν στις δέσμιες ιδιοκαταστάσεις της ενέργειας. q Εξάλλου, από τη σχέση x, θα πάρουμε m k m m x q k x q Η ποσότητα k x είναι, κατ απόλυτη τιμή, η μέση τιμή της δύναμης ταλάντωσης F kx, ενώ q είναι το μέτρο της σταθερής δύναμης που ασκεί στον φορτισμένο ταλαντωτή το ομογενές ηλεκτρικό πεδίο. Δηλαδή, η μέση τιμή της θέσης είναι εκεί που ισορροπούν (ως μέσες τιμές) οι δύο δυνάμεις, όπως συμβαίνει και στην κλασική μηχανική. Θα υπολογίσουμε τώρα τη μέση τιμή του τετραγώνου της θέσης και της ορμής, σε μια τυχαία ιδιοκατάσταση της ενέργειας,. Χρειαζόμαστε τους τελεστές x, p, συναρτήσει των τελεστών, a a. q q q x a a x a a a a m m m m m m a a a a q a a q a a q m m m m m m q q a aa a a a a a m m m m q q x a aa a a a a a m m m m Η μέση τιμή του τετραγώνου της θέσης είναι x x Παρατηρούμε ότι

a 0, Επομένως a 0, a 0, a 0 q q x x aa a a aa a a m m m m Από τον μεταθέτη a, a, παίρνουμε ότι aa a a. Επομένως q q x a a a a m m m m m Για να προχωρήσουμε, πρέπει να υπολογίσουμε τη μέση τιμή μέση τιμή του a a στην ιδιοκατάσταση. Ο τελεστής a a, δηλαδή τη a a είναι ο τελεστής αρίθμησης, που αριθμεί τις ιδιοκαταστάσεις, ξεκινώντας από το 0 για τη βασική κατάσταση 0, για την η διεγερμένη κατάσταση, κ.λπ. Επομένως a a. Ας το δείξουμε. H a a E H a a E E a a E 0 0 0 a a E E0 Όμως, όπως δείξαμε στην προηγούμενη ανάρτηση, το βήμα των ιδιοτιμών της ενέργειας είναι, το ίδιο με την περίπτωση του αρμονικού ταλαντωτή. Οπότε, θα έχουμε E E0 E E0 Αν αντικαταστήσουμε στην προηγούμενη σχέση, θα πάρουμε a a a a a a Έτσι, παίρνουμε q q x x m m m m m Ας κάνουμε έναν έλεγχο διαστάσεων px uxt x m mt q F q x x m k m Αν μηδενίσουμε το ηλεκτρικό πεδίο, παίρνουμε x, που είναι η μέση m τιμή του τετραγώνου της θέσης σε μια τυχαία ιδιοκατάσταση του αρμονικού ταλαντωτή. Για να υπολογίσουμε τη μέση τιμή του τετραγώνου της ορμής, μπορούμε να κάνουμε τα ίδια, δηλαδή να εκφράσουμε τον τελεστή υπολογίσουμε τη μέση τιμή a a p p p συναρτήσει των, που δείξαμε προηγουμένως. Ας το δούμε. a, a, και μετά να. Θα χρειαστούμε πάλι τη σχέση

m m m p i a a p a a a a a a a aa a m p a a a aa a Είναι p p Όμως a 0, a 0 Και a, a aa a a Επομένως m m p p a a m a a m m p m Έλεγχος διαστάσεων m mpxt mpu p Παρατηρούμε ότι η μέση τιμή του τετραγώνου της ορμής δεν εξαρτάται από το ηλεκτρικό πεδίο, είναι ίδια με εκείνη του αρμονικού ταλαντωτή. Ας υπολογίσουμε τώρα την αβεβαιότητα θέσης ορμής σε μια τυχαία ιδιοκατάσταση της ενέργειας,, για το σύστημα του φορτισμένου αρμονικού ταλαντωτή μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο. q q x x x x m m m m Παρατηρήστε ότι η αβεβαιότητα της θέσης δεν εξαρτάται από το ηλεκτρικό πεδίο, είναι ίδια με εκείνη του αρμονικού ταλαντωτή. p p p p p m Βλέπουμε ότι η αβεβαιότητα της ορμής επίσης δεν εξαρτάται από το ηλεκτρικό πεδίο, είναι δηλαδή ίδια με εκείνη του αρμονικού ταλαντωτή. Αυτό το αναμέναμε, αφού p 0 και, όπως είδαμε, το Η αβεβαιότητα θέσης ορμής είναι p δεν εξαρτάται από το ηλεκτρικό πεδίο. x p m xp m Είναι το ίδιο αποτέλεσμα με εκείνο για τον αρμονικό ταλαντωτή. Στη βασική κατάσταση, 0, η αβεβαιότητα γίνεται ελάχιστη, xp, όπως στην περίπτωση του αρμονικού ταλαντωτή. Αυτό είναι απόρροια του γεγονότος ότι η κυματοσυνάρτηση της βασικής κατάστασης, και για τα δύο συστήματα, είναι μια γκαουσιανή συνάρτηση, δεν είναι όμως ίδια. Για τον αρμονικό ταλαντωτή είναι

4 m m x 0 x e, ενώ για τον φορτισμένο αρμονικό ταλαντωτή μέσα σε ομογενές ηλεκτρικό πεδίο είναι, όπως δείξαμε στην προηγούμενη ανάρτηση, 0 x m 4 e m q q x x 3 m. Σπύρος Κωνσταντογιάννης Φυσικός, M.Sc. skosta@hotmail.com