Рассмотрим движение квантовой частицы в прямоугольной потенциальной яме

Форма-трафарет Садовая дорожка Заработок для студента Заказать диплом Cкачать контрольную Курсовые работы Репетиторы онлайн по любым предметам Выполнение дипломных, курсовых, контрольных работ Магазин студенческих работ Диссертации на заказ Заказать курсовую работу или скачать? Эссе на заказ Банк рефератов и курсовых Элементы квантовой механики Кинематика примеры задач Молекулярные спектры Электрические цепи постоянного и переменного тока Расчеты цепей постоянного и переменного тока Электрические цепи переменного тока Открытие нейтрона. Ядерные реакции под действием нейтронов Нейтроны, являясь электрически нейтральными частицами, не испытывают кулоновского отталкивания и поэтому легко проникают в ядра и вызывают разнообразные ядерные превращения. Изучение ядерных реакций под действием нейтронов не только сыграло огромную роль в развитии ядерной физики, но и привело к появлению ядерных реакторов Частица в потенциальной ямеРассмотрим движение квантовой частицы в прямоугольной потенциальной яме:где — ширина ямы. Очевидно, что при спектр энергии дискретный, а при — непрерывный, с двукратным вырождением (- энергия частицы).Рассмотрим вначале случай , т.е. случай ямы с бесконечно высокими стенками.Так как частица не может проникнуть в область с , то при и при (вероятность нахождения частицы там равна нулю). Из условия непрерывности — функции следует, что волновая функция обращается в нуль и на стенках ямы: Закон сохранения импульса Физические основы механики. (19)Уравнение Шредингера приводим к виду: .Получаем уравнение гармонических колебаний, общее решение которого можно записать так: (20)С помощью условия (19) выводим:Случай () отвечает тривиальному решению: .Итак, волновое число принимает квантованные значения: при этом квантуется и энергия: . Минимальное значение энергии составляет ; это энергия основного состояния. Значит, квантовая частица, в отличие от классической, не может находиться в состоянии покоя на дне потенциальной ямы. В состоянии с наименьшей энергией она обладает импульсом и, следовательно, совершает колебания (нулевые колебания). Частица обладает дискретным энергетическим спектром, и расстояние между уровнями энергии возрастает с увеличением квантового числа : .С помощью полученных решений можно проверить соотношение неопределенностей для координаты и импульса. Очевидно, что неопределенности импульса и координаты частицы можно записать в виде: .Отсюда следует соотношение неопределенностей:.Теперь рассмотрим частицу в потенциальной яме конечной глубины. Если , то волновая функция оказывается отличной от нуля и вне области потенциальной ямы. Нужно решать два уравнения: (21)На границах должны выполняться условия непрерывности функций и , а при решение уравнения должно оставаться конечным.При введем обозначение: . Уравнение движения вне потенциальной ямы принимает вид: . Его общее решение дается формулой: . При , из условия конечности волновой функции при , получаем: , т.е. . Аналогично при выводим: , т.е. . Следовательно, плотность вероятности нахождения частицы в области при можно записать в виде: , . (22)Согласно (22), вероятность нахождения частицы экспоненциально затухает вглубь области стенок барьера с . Величина имеет следующий физический смысл: это то расстояние, на котором вероятность прохождения частицы вглубь барьера уменьшается в раз. Для классической частицы с область вне ямы запрещена. Поэтому величина называется глубиной проникновения частицы в классически недоступную область.Согласно (21), в области уравнение движения можно представить в виде:. (23)Общее решение этого уравнения дается равенством . Таким образом, в области волновая функция частицы осциллирует, а в областях и при — экспоненциально затухает при .Закон Брюстера:; (5.7), (5.8) где n1, n2 – показатели преломления сред, iБ – угол падения, β – угол преломления (рис. 4).Рис. 4Закон Малюса:, (5.9)где IП – интенсивность света, прошедшего поляризатор; IА – интенсивность света, прошедшего поляризатор и анализатор; φ – угол между плоскостями поляризатора и анализатора.Интенсивность света, прошедшего поляризатор, связана с интенсивностью I0 естественного света, падающего на поляризатор соотношением:. (5.10)Тепловое излучениеЗакон Стефана-Больцмана:, (5.11)где RЭ – энергетическая светимость (излучательность) абсолютно черного тела, Т – термодинамическая температура, σ – постоянная Стефана-Больцмана.Если излучаемое тело не является абсолютно черным, то, . (5.12)Мощность излучения абсолютно черного тела:, (5.13)где S – площадь излучающей поверхности.Гипотеза Дирака, недоверчиво воспринимавшаяся большинством физиков, была блестяще подтверждена в 1932 г. К. Андерсеном (американский физик (р. 1905); Нобелевская премия 1936 г.), обнаружившим позитрон в составе космического излучения. Существование позитронов было доказано наблюдением их треков в камере Вильсона, помещенной в магнитном поле. Эти частицы в камере отклонялись так, как отклоняется движущийся положительный заряд. Выпрямители переменного тока

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *