f2s12

Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

Ссылка на это сравнение

Предыдущая версия справа и слева Предыдущая версия
Следующая версия
Предыдущая версия
f2s12 [2024/05/13 15:28] – rootf2s12 [2024/05/13 15:36] (текущий) – [Задача 3] root
Строка 33: Строка 33:
 где $p_0$ --- амплитуда импульса, $A$ --- амплитуда координаты  так, что  где $p_0$ --- амплитуда импульса, $A$ --- амплитуда координаты  так, что 
 $$ $$
-x=A\sin(\omega t +\phi ),  \ \ \ p=p_0\cos(\omega t+ \phi )\pause=mv\pause=mA\omega \cos(\omega t+ \phi ).+x=A\sin(\omega t +\phi ),  \ \ \ p=p_0\cos(\omega t+ \phi )=mv=mA\omega \cos(\omega t+ \phi ).
 $$ $$
 Найдем интеграл Найдем интеграл
Строка 45: Строка 45:
 $$ $$
 \frac 12 + n= \frac 1{2\pi \hbar}\oint pdx= \frac{\pi m\omega A^{2}}{2\pi \hbar}. \frac 12 + n= \frac 1{2\pi \hbar}\oint pdx= \frac{\pi m\omega A^{2}}{2\pi \hbar}.
-$$\pause+$$
 Подставив в выражение для энергии: Подставив в выражение для энергии:
 $$ $$
-E=\frac 12 m\omega^2 A^2\use=\hbar\omega \left(\frac 12 + n\right).+E=\frac 12 m\omega^2 A^2=\hbar\omega \left(\frac 12 + n\right).
 $$ $$
  
Строка 84: Строка 84:
 \Psi _1=A\sin\left(\frac{\sqrt{2mE}}{\hbar}x \right)+B\cos\left(\frac{\sqrt{2mE}}{\hbar}x \right). \Psi _1=A\sin\left(\frac{\sqrt{2mE}}{\hbar}x \right)+B\cos\left(\frac{\sqrt{2mE}}{\hbar}x \right).
 $$ $$
-Квадрат волновой функции описывает вероятность обнаружении частицы\pause, но для бесконечной ямы --- частица не может её покинуть\pause, следовательно, при $0<x\text{ и } x >a$ волновая функция $\Psi _2=0$. +Квадрат волновой функции описывает вероятность обнаружении частицы, но для бесконечной ямы --- частица не может её покинуть, следовательно, при $0<x\text{ и } x >a$ волновая функция $\Psi _2=0$. 
  
 Тогда из непрерывности волновой функции Тогда из непрерывности волновой функции
 $$ $$
-\Psi _1(0)=0=A \cdot 0 +B\cdot 1\pause \Rightarrow B=0.+\Psi _1(0)=0=A \cdot 0 +B\cdot 1 \Rightarrow B=0.
 $$ $$
 $$ $$
Строка 101: Строка 101:
 E_0=\frac{(\Delta p)^2}{2m}=\frac{\hbar ^2}{8ma^2} . E_0=\frac{(\Delta p)^2}{2m}=\frac{\hbar ^2}{8ma^2} .
 $$ $$
-Запишем волновую функцию с соответствующей энергией $E_n$\pause:+Запишем волновую функцию с соответствующей энергией $E_n$:
 $$ $$
 \Psi _n(x)=A \cdot \sin\left(\frac{\sqrt{2mE_n}}{\hbar}x \right)  = \Psi _n(x)=A \cdot \sin\left(\frac{\sqrt{2mE_n}}{\hbar}x \right)  =
 A \cdot \sin\left(\frac{\pi nx}{a} \right). A \cdot \sin\left(\frac{\pi nx}{a} \right).
-$$\pause+$$
 Осталось определить константу $A$ исходя из того, что квадрат волновой функции описывает плотность вероятности, но тогда: Осталось определить константу $A$ исходя из того, что квадрат волновой функции описывает плотность вероятности, но тогда:
 $$ $$
Строка 115: Строка 115:
 \Psi _n(x)=\sqrt{\frac{2}{a}} \cdot \sin\left(\frac{\pi nx}{a} \right). \Psi _n(x)=\sqrt{\frac{2}{a}} \cdot \sin\left(\frac{\pi nx}{a} \right).
 $$ $$
-\begin{center} +{{ ::12-1.png?300 |}}
- \includegraphics[scale=0.4]{02-1} +
-\end{center}+
  
 ==== Задача 3 ==== ==== Задача 3 ====
Строка 184: Строка 182:
 \text{ctg }\left(\frac{\sqrt{2m(U_0-|E|)}a}{2\hbar} \right)=\frac{\sqrt{{E}}}{\sqrt{U_0-|E|}}. \text{ctg }\left(\frac{\sqrt{2m(U_0-|E|)}a}{2\hbar} \right)=\frac{\sqrt{{E}}}{\sqrt{U_0-|E|}}.
 $$ $$
-\begin{center} +{{ ::12-2.png?300 |}}
- \includegraphics[scale=0.5]{03-2} +
-\end{center}+
  
 ==== Задача 4. ==== ==== Задача 4. ====
Строка 204: Строка 200:
 \langle x \rangle =\langle \Psi |x| \Psi \rangle =  \langle x \rangle =\langle \Psi |x| \Psi \rangle = 
 \intop _{-\infty}^{\infty} \Psi ^*x\Psi dx \intop _{-\infty}^{\infty} \Psi ^*x\Psi dx
-$$\pause+$$
 Но в первую очередь нормируем волновую функцию: Но в первую очередь нормируем волновую функцию:
 $$ $$
Строка 218: Строка 214:
 A^2 \left(\frac{a}{2}\right)^{3} \left .  \left(\frac{d^2}{d\alpha ^2} \frac 1\alpha\right) \right|_{\alpha =1} = A^2 \left(\frac{a}{2}\right)^{3} \left .  \left(\frac{d^2}{d\alpha ^2} \frac 1\alpha\right) \right|_{\alpha =1} =
 A^2 \left(\frac{a}{2}\right)^{3} \cdot 2 = 1. A^2 \left(\frac{a}{2}\right)^{3} \cdot 2 = 1.
-$$\pause+$$
 Следовательно $A^2=\frac{4}{a^3}$.   Следовательно $A^2=\frac{4}{a^3}$.  
 Найдём теперь среднюю координату: Найдём теперь среднюю координату:
Строка 232: Строка 228:
  
 Для нахождения наиболее вероятной координаты найдём экстремум плотности вероятности  Для нахождения наиболее вероятной координаты найдём экстремум плотности вероятности 
-$$\rho(x)=\Psi^{*}\Psi=\pause A^{2}x^{2}e^{-\frac{2x}{a}}.$$+$$\rho(x)=\Psi^{*}\Psi= A^{2}x^{2}e^{-\frac{2x}{a}}.$$
 Итак: Итак:
 $$\frac{d}{dx}\rho(x)= A^{2}\left(2xe^{-\frac{2x}{a}}-\frac{2x^{2}}{a}e^{-\frac{2x}{a}}\right)= 2A^{2}xe^{-\frac{2x}{a}}\left(1-\frac{x}{a}\right)=0,$$  $$\frac{d}{dx}\rho(x)= A^{2}\left(2xe^{-\frac{2x}{a}}-\frac{2x^{2}}{a}e^{-\frac{2x}{a}}\right)= 2A^{2}xe^{-\frac{2x}{a}}\left(1-\frac{x}{a}\right)=0,$$ 
 следовательно, $x=a$. следовательно, $x=a$.