Различия
Показаны различия между двумя версиями страницы.
| Предыдущая версия справа и слева Предыдущая версия Следующая версия | Предыдущая версия | ||
| f2s13 [2024/05/13 15:52] – root | f2s13 [2024/05/13 16:10] (текущий) – [Задача 4] root | ||
|---|---|---|---|
| Строка 65: | Строка 65: | ||
| $$1=\intop_{-\infty}^{\infty}\Psi^{*}\Psi dx=A^{2}\intop_{0}^{\infty}x^{2}e^{-2ax}dx=$$ | $$1=\intop_{-\infty}^{\infty}\Psi^{*}\Psi dx=A^{2}\intop_{0}^{\infty}x^{2}e^{-2ax}dx=$$ | ||
| $$ | $$ | ||
| - | \frac{A^{2}}{\left(2a\right)^{3}}\intop_{0}^{\infty}t^{2}e^{-t}dt=\left.\frac{A^{2}}{\left(2a\right)^{3}}\intop_{0}^{\infty}t^{2}e^{-t\alpha}dt\right|_{\alpha=1}\pse=$$ | + | \frac{A^{2}}{\left(2a\right)^{3}}\intop_{0}^{\infty}t^{2}e^{-t}dt=\left.\frac{A^{2}}{\left(2a\right)^{3}}\intop_{0}^{\infty}t^{2}e^{-t\alpha}dt\right|_{\alpha=1}=$$ |
| $$ | $$ | ||
| \left.\frac{A^{2}}{\left(2a\right)^{3}}\intop_{0}^{\infty}\frac{\partial^{2}}{\partial\alpha^{2}}e^{-t\alpha}dt\right|_{\alpha=1}=\left.\frac{A^{2}}{\left(2a\right)^{3}}\frac{\partial^{2}}{\partial\alpha^{2}}\frac{1}{\alpha}\right|_{\alpha=1}=\frac{2A^{2}}{\left(2a\right)^{3}}.$$ | \left.\frac{A^{2}}{\left(2a\right)^{3}}\intop_{0}^{\infty}\frac{\partial^{2}}{\partial\alpha^{2}}e^{-t\alpha}dt\right|_{\alpha=1}=\left.\frac{A^{2}}{\left(2a\right)^{3}}\frac{\partial^{2}}{\partial\alpha^{2}}\frac{1}{\alpha}\right|_{\alpha=1}=\frac{2A^{2}}{\left(2a\right)^{3}}.$$ | ||
| Строка 76: | Строка 76: | ||
| определяется выражением: | определяется выражением: | ||
| $$\rho=|\Psi|^{2}=\Psi\Psi^{*}, | $$\rho=|\Psi|^{2}=\Psi\Psi^{*}, | ||
| - | $$\frac{\ensuremath{\partial}\rho}{\partial t}+\text{div }\vec{j}=0.$$ | + | $$\frac{{\partial}\rho}{\partial t}+\text{div }\vec{j}=0.$$ |
| Введём поток вероятности | Введём поток вероятности | ||
| Строка 86: | Строка 86: | ||
| Найти коэффициент отражения частицы с энергией $E$ на барьере | Найти коэффициент отражения частицы с энергией $E$ на барьере | ||
| высотой $U_{0}< | высотой $U_{0}< | ||
| - | \begin{center} | + | {{ ::13-1.png?300 |}} |
| - | \includegraphics[scale=0.5]{03} | + | |
| - | \end{center} | + | |
| ----- | ----- | ||
| Строка 124: | Строка 122: | ||
| Найти коэффициент туннелирования частицы с энергией $E$ сквозь | Найти коэффициент туннелирования частицы с энергией $E$ сквозь | ||
| барьер высотой $U_{0}> | барьер высотой $U_{0}> | ||
| - | \begin{center} | + | {{ ::13-2.png?300 |}} |
| - | \includegraphics[scale=0.5]{04} | + | |
| - | \end{center} | + | |
| - | + | ||
| Запишем уравнение Шрёдингера: | Запишем уравнение Шрёдингера: | ||
| $$\left(-\frac{\hbar^{2}\Delta}{2m}+U(x)\right)\Psi=E\Psi$$ | $$\left(-\frac{\hbar^{2}\Delta}{2m}+U(x)\right)\Psi=E\Psi$$ | ||
| Строка 145: | Строка 139: | ||
| Выпишем условия непрерывности волновой функции и её производной на | Выпишем условия непрерывности волновой функции и её производной на | ||
| - | границах барьера, | + | границах барьера, |
| - | $1+A=B+C;$\ | + | $1+A=B+C;$ |
| - | $ik\left(1-A\right)=k_{2}\left(B-C\right); | + | $ik\left(1-A\right)=k_{2}\left(B-C\right); |
| - | $Be^{k_{2}a}+Ce^{-k_{2}a}=De^{ika}; | + | $Be^{k_{2}a}+Ce^{-k_{2}a}=De^{ika}; |
| - | $k_{2}\left(Be^{k_{2}a}-Ce^{-k_{2}a}\right)=ikDe^{ika}.$\ | + | $k_{2}\left(Be^{k_{2}a}-Ce^{-k_{2}a}\right)=ikDe^{ika}.$ |
| Решая систему, | Решая систему, | ||
| - | $$A=\frac{\left(k^{2}+k_{2}^{2}\right)\left(e^{2k_{2}a}-1\right)}{\left(k^{2}+k_{2}^{2}\right)\left(e^{2k_{2}a}-1\right)+i2kk_{2}\left(e^{2k_{2}a}+1\right)}$$\ | + | $$A=\frac{\left(k^{2}+k_{2}^{2}\right)\left(e^{2k_{2}a}-1\right)}{\left(k^{2}+k_{2}^{2}\right)\left(e^{2k_{2}a}-1\right)+i2kk_{2}\left(e^{2k_{2}a}+1\right)}$$ |
| - | так как $R=|A|^{2}, | + | так как $R=|A|^{2}, |
| $$R=\frac{\left(k^{2}+k_{2}^{2}\right)^{2}\text{sh}^{2}\left(k_{2}a\right)}{\left(k^{2}+k_{2}^{2}\right)^{2}\text{sh}^{2}\left(k_{2}a\right)+4k^{2}k_{2}^{2}\text{ch}^{2}\left(k_{2}a\right)}.$$ | $$R=\frac{\left(k^{2}+k_{2}^{2}\right)^{2}\text{sh}^{2}\left(k_{2}a\right)}{\left(k^{2}+k_{2}^{2}\right)^{2}\text{sh}^{2}\left(k_{2}a\right)+4k^{2}k_{2}^{2}\text{ch}^{2}\left(k_{2}a\right)}.$$ | ||
| Строка 194: | Строка 188: | ||
| Пользуясь формулой для нахождения коэффициента туннелирования $T=exp\left(-\frac{2}{\hbar}\intop_{a}^{b}\sqrt{2m\left(U(x)-E\right)}dx\right), | Пользуясь формулой для нахождения коэффициента туннелирования $T=exp\left(-\frac{2}{\hbar}\intop_{a}^{b}\sqrt{2m\left(U(x)-E\right)}dx\right), | ||
| - | где $a,b$ \textemdash{} | + | где $a,b$ классические точки поворота для потенциального |
| барьера, | барьера, | ||
| потенциальный треугольной формы высотой $U_{0}$ и шириной $d$. | потенциальный треугольной формы высотой $U_{0}$ и шириной $d$. | ||
| - | \begin{center} | + | {{ ::13-3.png?300 |}} |
| - | \includegraphics[scale=0.5]{05} | + | |
| - | \end{center} | + | |
| - | \end{block} | + | |
| Потенциальная энергия имеет вид: | Потенциальная энергия имеет вид: | ||
| $$U(x)=\left\{ \begin{array}{cc} | $$U(x)=\left\{ \begin{array}{cc} | ||