22662

Квантування енергії лінійного гармонічного осцилятора

Доклад

Физика

Модель гармонічного осцилятора : частинка коливається навколо положення рівноваги тоді ми можемо розкласти наш потенціал в ряд поблизу положення рівноваги x0=0. Тоді гамільтоніан для такої системи буде Щоб перейти від класичної системи до квантової необхідно від фізичних величин перейти до операторів тоді . Щоб його розв’язати необхідно перейти до безрозмірних змінних тоді Розглянемо асимтотики цього рівняння: отримуєм при . Тоді підставляючи цей вираз у рівняння для U і роблячи деякі перетворення можна отримати вираз для...

Украинкский

2013-08-04

75 KB

2 чел.

№34. Квантування енергії лінійного гармонічного осцилятора.

Осцилятор – це фізична система, що виконує коливання. Величини, що її характеризують періодично змінюються з часом. Розглянемо взаємодію між частинками. Вона описується таким потенціалом .

Модель гармонічного осцилятора : частинка коливається навколо положення рівноваги, тоді ми можемо розкласти наш потенціал в ряд поблизу положення рівноваги x0=0. 

Покладемо =0, =0 (тому що це умова екстремуму). Позначимо =k. Тоді гамільтоніан для такої системи буде

Щоб перейти від класичної системи до квантової необхідно від фізичних величин перейти до операторів, тоді .

Запишемо стаціонарне рівняння Шредінгера . Підставляючи в це рівняння наш гамільтоніан отримаєм  .Ми отримали рівняння для квантового гармонічного осцилятора. Щоб його розвязати необхідно перейти до безрозмірних змінних , тоді

 (*)

Розглянемо асимтотики цього рівняння: отримуєм  при . Підставимо цей розвязок в рівняння  (*) Представимо функцію U у вигляді ряду . Тоді підставляючи цей вираз у рівняння для U і роблячи деякі перетворення можна отримати вираз для співвідношення коефіцієнтів ряду .Нехай а00, а1=0, тоді якщо основний вклад в суму ряду вносять доданки з k, то , а таку поведінку має ряд , отже при  U має вигляд , тоді , а цей розв’язок при  розбігається. Це неможливо, оскільки тоді квадрат хвильвої функції не має фізичного змісту, тому необхідно обірвати ряд при якомусь k=n. Тобто , отже скінчений розв язок існує лише при певних значеннях  спектр енергії для гармонічного осцилятора є дискретний., n=0,1,2,3,Енергія в основному стані. Рівні енергії еквідистантні, тобто енергія може змінюватись на однакову величину , яку назвали квантом енергії.


n=0

=1

n=2

 .

.

.

V

X


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6427. Печатная электроника для дешевых электронных систем. Состояние технологии и развитие оборудования. 21.59 KB
  Печатная электроника для дешевых электронных систем. Состояние технологии и развитие оборудования. Аннотация. В последние годы печать стала сильно интересна как метод получения дешевых и массовых электронных систем. Печать допускает использование це...
6428. РЕАБИЛИТАЦИЯ ЖЕРТВ ПРЕСТУПЛЕНИЙ КАК ПРАВОВАЯ ПРОБЛЕМА 22.21 KB
  Статья посвящена анализу правового института реабилитации в уголовном процессе Российской Федерации, а также кругу участников судопроизводства, которые, по мнению автора, должны обладать правом н...
6429. Зигмунд Фрейд. Влечения и их судьба 116 KB
  З. Фрейд. Влечения и их судьба Нам часто приходилось слышать, что наука должна строиться на основании ясных и точно определенных исходных положений. В действительности никакая, даже самая точная, наука не начинает с таких определений. Настоящее нача...
6430. Проблема обучения и умственного развития в школьном возрасте 118.5 KB
  Проблема обучения и умственного развития в школьном возрасте Вопрос об отношении обучения и развития ребенка в школьном возрасте представляет собой самый центральный и основной вопрос, без которого проблемы педагогической психологии и педагогическог...
6431. Манипулятивные технологии в системе массовых коммуникаций 167.5 KB
  Манипулятивные технологии в системе массовых коммуникаций. Введение. Определение манипуляции. Признаки манипуляции. Психология манипуляции. Манипуляция на уровне психических процессов. Манипуляция на уровне психологиче...
6432. Проверка гипотезы совпадения экспериментального закона с теоретическим по критерию Колмогорова 25.47 KB
  Проверка гипотезы совпадения экспериментального закона с теоретическим по критерию Колмогорова Этапы задания и результаты их реализации. Задание 1. Разобраться в теоретическом материале Задание 2. Проверить с помощью критерия Колмогорова, подч...
6433. Новейшая история стран Латинской Америки 2.19 MB
  Предисловие Проблемы новейшей истории стран Латинской Америки занимают видное место в отечественной исторической науке. Начиная с 50-х годов было опубликовано много работ по тем или иным вопросам истории региона и отдельных латиноамерикански...
6434. Американская стратегия для ХХI века 152 KB
  Введение Всегда непредсказуемая, мировая история сделала в 1990-е годы нашего века удивительный поворот. После полустолетия биполярного противостояния мир потерял прежнее равновесие и новую систему международных отношений возглавили Соединенные Штат...
6435. Исламская экономика: универсальная теория развития или одна из моделей третьего пути 151.5 KB
  Исламская экономика: универсальная теория развития или одна из моделей третьего пути? Статья посвящена различным теориям развития в мусульманском мире во второй половине XX - начале XXI в., среди них - арабский социализм, исламский социали...