Funkcje falowe równanie Schroedingera

Podobne dokumenty
PRZYKŁADY ROZWIAZAŃ STACJONARNEGO RÓWNANIA SCHRӦDINGERA. Ruch cząstki nieograniczony z klasycznego punktu widzenia. mamy do rozwiązania równanie 0,,

u t 1 v u(x,t) - odkształcenie, v - prędkość rozchodzenia się odkształceń (charakterystyczna dla danego ośrodka) Drgania sieci krystalicznej FONONY

Model Bohra atomu wodoru

RÓWNANIE SCHRÖDINGERA NIEZALEŻNE OD CZASU

gęstością prawdopodobieństwa

Budowa atomów. Budowa atomu wodoru

Wykład 9: Fale cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Rysunek 1: Fale stojące dla struny zamocowanej na obu końcach; węzły są zaznaczone liniami kropkowanymi, a strzałki przerywanymi

Kwantowa natura promieniowania

Podstawy Akustyki. Drgania normalne a fale stojące Składanie fal harmonicznych: Fale akustyczne w powietrzu Efekt Dopplera

r. akad. 2012/2013 wykład III-IV Mechanika kwantowa Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Mechanika kwantowa

Mechanika kwantowa. Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki?

LABORATORIUM Z FIZYKI Ć W I C Z E N I E N R 2 ULTRADZWIĘKOWE FALE STOJACE - WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FAL

Rodzaje fal. 1. Fale mechaniczne. 2. Fale elektromagnetyczne. 3. Fale materii. dyfrakcja elektronów

Schrödingera. Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok

Wykład 21: Studnie i bariery cz.1.

Wykład FIZYKA II. 12. Mechanika kwantowa. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Chemia ogólna - część I: Atomy i cząsteczki

MATERIAŁY POMOCNICZE DO WYKŁADU Z PODSTAW ZASTOSOWAŃ ULTRADŹWIĘKÓW W MEDYCYNIE (wyłącznie do celów dydaktycznych zakaz rozpowszechniania)

Fotometria. F. obiektywna = radiometria: Jaka ENERGIA dopływa ze źródła. F. subiektywna: Jak JASNO świeci to źródło? (w ocenie przeciętnego człowieka)

Zasada nieoznaczoności Heisenberga

Wykład FIZYKA I. 11. Fale mechaniczne. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

Szereg geometryczny. 5. b) b n = 4n 2 (b 1 = 2, r = 4) lub b n = 10 (b 1 = 10, r = 0). 2. jest równa 1 x dla x = 1+ Zad. 3:

Równanie falowe Schrödingera ( ) ( ) Prostokątna studnia potencjału o skończonej głębokości. i 2 =-1 jednostka urojona. Ψ t. V x.

Chemia Teoretyczna I (6).

Mechanika klasyczna zasada zachowania energii. W obszarze I cząstka biegnie z prędkością v I, Cząstka przechodzi z obszaru I do II.

L.Kowalski zadania z rachunku prawdopodobieństwa-zestaw 4 ZADANIA - ZESTAW 4

Jak matematycznie opisać własności falowe materii? Czym są fale materii?

Wykład 9: Fale cz. 1. dr inż. Zbigniew Szklarski

Podstawy fizyki wykład 2

Podstawy Akustyki. Drgania normalne a fale stojące Składanie fal harmonicznych: Fale akustyczne w powietrzu Efekt Dopplera.

Temat: Promieniowanie atomu wodoru (teoria)

Rozkład normalny (Gaussa)

Wykład 9 Podstawy teorii kwantów fale materii, dualizm falowo-korpuskularny, funkcja falowa, równanie Schrödingera, stacjonarne równanie

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

Jak matematycznie opisać własności falowe materii? Czym są fale materii?

Fizyka 12. Janusz Andrzejewski

ν = c/λ [s -1 = Hz] ν = [cm -1 ] ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS c = m/s cos x H = H o E = E o cos x c = λν 1 ν = _ λ

WSTĘP DO OPTYKI FOURIEROWSKIEJ

Stałe : h=6, Js h= 4, eVs 1eV= J nie zależy

Ruch falowy. Fala zaburzenie wywoane w jednym punkcie ośrodka, które rozchodzi się w każdym dopuszczalnym kierunku.

Atom wodoru w mechanice kwantowej. Równanie Schrödingera

Wstęp teoretyczny. Więcej na: dział laboratoria

Ruch falowy. Parametry: Długość Częstotliwość Prędkość. Częstotliwość i częstość kołowa MICHAŁ MARZANTOWICZ

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

IV. TEORIA (MODEL) BOHRA ATOMU (1913)

Wykład XI. Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (LASER) laser półprzewodnikowy

Wykład 19: Dr inż. Zbigniew Szklarski. Katedra Elektroniki, paw. C-1, pok

V. RÓWNANIA MECHANIKI KWANTOWEJ

Rozkład normalny (Gaussa)

Optyka. Wykład V Krzysztof Golec-Biernat. Fale elektromagnetyczne. Uniwersytet Rzeszowski, 8 listopada 2017

Zjawisko interferencji fal

λ(pm) p 1 rozpraszanie bez zmiany λ ze wzrostem λ p e 0,07 0,08 λ (nm) tł o

Interferencja promieniowania

Podstawy fizyki sezon 1 VIII. Ruch falowy

V OGÓLNOPOLSKI KONKURS Z FIZYKI Fizyka się liczy I Etap ZADANIA 27 lutego 2013r.

Zad Sprawdzić, czy dana funkcja jest funkcją własną danego operatora. Jeśli tak, znaleźć wartość własną funkcji.

Podstawy fizyki wykład 7

Podstawy mechaniki kwantowej. Elementarne zastosowania mechaniki kwantowej

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 2, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Aby nie uszkodzić głowicy dźwiękowej, nie wolno stosować amplitudy większej niż 2000 mv.

Mechanika kwantowa. Jak opisać atom wodoru? Jak opisać inne cząsteczki?

Energetyka Jądrowa. Wykład 28 lutego Zygmunt Szefliński Środowiskowe Laboratorium Ciężkich Jonów

Prowadzący: Kamil Fedus pokój nr 569 lub 2.20 COK konsultacje: środy

Równania Maxwella. Wstęp E B H J D

Akustyka. Fale akustyczne = fale dźwiękowe = fale mechaniczne, polegające na drganiach cząstek ośrodka.

Fala jest zaburzeniem, rozchodzącym się w ośrodku, przy czym żadna część ośrodka nie wykonuje zbyt dużego ruchu

BUDOWA I PROMIENIOWANIE ATOMÓW

MMF ćwiczenia nr 1 - Równania różnicowe

Elementy mechaniki kwantowej. Mechanika kwantowa co to jest? Fale materii hipoteza de Broglie'a Funkcja falowa Równanie Schrödingera

Zadania domowe z Analizy Matematycznej III - czȩść 2 (funkcje wielu zmiennych)

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej

p.n.e. Demokryt z Abdery. Wszystko jest zbudowane z niewidzialnych cząstek - atomów (atomos ->niepodzielny)

WŁASNOŚCI CIAŁ STAŁYCH I CIECZY

ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI

= arc tg - eliptyczność. Polaryzacja światła. Prawo Snelliusa daje kąt. Co z amplitudą i polaryzacją? Drgania i fale II rok Fizyka BC

Wykład 3: Jak wygląda dźwięk? Katarzyna Weron. Matematyka Stosowana


Elementy mechaniki kwantowej. Mechanika kwantowa co to jest? Fale materii hipoteza de Broglie'a Funkcja falowa Równanie Schrödingera

Jarosław Wróblewski Analiza Matematyczna 1, zima 2016/17

Wstęp do astrofizyki I

Elektrodynamika Część 8 Fale elektromagnetyczne Ryszard Tanaś Zakład Optyki Nieliniowej, UAM

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 23, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

Fizyka 3.3 WYKŁAD II

Podprzestrzenie macierzowe

Matematyka A kolokwium, 27 maja 2015, godz. 18:15 20:10

I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE

25. RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE PIERWSZEGO RZĘDU. y +y tgx=sinx

LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej

05. Model atomu Bohra: Obliczyć promień, prędkość oraz energię potencjalną, kinetyczną i całkowitą dozwolonych orbit w modelu atomu Bohra.

LUBELSKA PRÓBA PRZED MATURĄ 2015 poziom podstawowy. Liczba punktów Wyznaczenie pierwszej współrzędnej wierzchołka paraboli: x.

Studnie i bariery. Fizyka II, lato

(x 1 y 1 ) (x n y n ) 2. 1<j<m x i y i. x2 y 2 gdy x 1 = y 1 x 2 y 2 + x 1 + y 1 gdy x 1 = y 1. gdy x, y, 0 nie są współliniowe

Proste struktury krystaliczne

Model Bohra budowy atomu wodoru - opis matematyczny

Wstęp do astrofizyki I

Wykład I Krzysztof Golec-Biernat Optyka 1 / 16

Testy Która kombinacja jednostek odpowiada paskalowi? N/m, N/m s 2, kg/m s 2,N/s, kg m/s 2

Transkrypt:

Fukcje falowe rówaie Schroedigera

Fukcja falowa kwatowa iterpretacja jedo wmiarowe pułapki elektroów fukcje falowe ieskończoa i skończoa studia potecjału atom wodoru rówaie Schroedigera wprowadzeie i rozwiązaia elektro swobod elektro w ieskończoej studi potecjału

PRZYPOMNINI: Fale bieżące i stojące w apiętej struie impuls o profilu f( ) rozchodząc się w kieruku +: f f ' f vt impuls o profilu f( ) rozchodząc się w kieruku : ' f vt Hallida, Resick, Walker, Podstaw fizki, Copright Wdawictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 3 harmoicza fala bieżąca rozchodząca się w kieruku +: k A A ; cos cos k' A cosk vt k t v k, t) cos t k ( / dług. fali faza T czas

PRZYPOMNINI: fale stojące w struie przmocowaej do sztwej ścia Iterferecja fali padającej i odbitej daje falę stojącą: A cos f vt g vt k t A cosk t A siksi t A si t A ' ' A sik Dopuszczale rozwiązaia dla fali zlokalizowaej są dskrete (skwatowae): sikl ; kl ; L ; L Dla klasczej fali sprężstej zlokalizowaej kwatzacji podlega długość fali i częstość, a ie eergia. ergia zależ także od amplitud, która ie jest skwatowaa. Hallida, Resick, Walker, Podstaw fizki, Copright Wdawictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 3

Bieżącą falę harmoiczą w struie: moża, korzstając z rówości ulera: przedstawić w zapisie rzeczwistm z z dz z z dz id z lz i C z z e cos isi i si icos d i cos isi d izd Lokalizacja fal materii (elektrou) zespolom: p h ep i k A cos k t e i z cos isi A cos i A e k t; p k k t t Dla fal materii (fukcji falowej) zaczeie ma zarówo część rzeczwista jak i urojoa. W przpadku elektrou swobodego: lub: Lokalizacja fukcji falowej, poprzez kwatzację długości fali, prowadzi do kwatzacji eergii p c * m d c p m 4

lektro w pułapce jedowmiarowej ( studia potecjału) Jedowmiarowa pułapka elektroowa Stosując to samo podejście jak dla fali w struie otrzmam: 1 e kt ikt i i it e si k e Hallida, Resick, Walker, Podstaw fizki, Copright Wdawictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 3 co prowadzi do kwatzacji k, λ, p i eergii elektrou w pułapce: kl ; k ; L k L ergia potecjala elektrou w pułapce jedowmiarowej p m Asi L h m h 8mL

Fukcje falowe i eergie elektrou w studi potecjału A si h 8mL L L = 1 pm Hallida, Resick, Walker, Podstaw fizki, Copright Wdawictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 3 Przejścia optcze: h if f i

lektro w skończoej studi potecjału L = 1 pm ergie elektrou w skończoej i ieskończoej studi potecjału Fukcje falowe elektrou w skończoej studi potecjału Hallida, Resick, Walker, Podstaw fizki, Copright Wdawictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 3

Dwuwmiarowa pułapka elektroowa lektro w pułapce dwuwmiarowej Pułapka kwadratowa Fala bieżąca elektrou: e i k k t ik Hallida, Resick, Walker, Podstaw fizki, Copright Wdawictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 3 e it e e ik i krt e Fala stojąca dla elektrou w pułapce dwuwmiarowej i jego eergia wrazi się astępującmi wzorami: 1, p,,t p m e it hk si 1 L hk m si L h 8m L 1 L

Zagroda kwatowa Fukcja falowa elektrou: stoj biez i e e i kr t kr t ikr t e Blue corral - Niebieska Zagroda Origiall created b IBM, from America Scietist, the cover of Phsics Toda, 1993 Fe a Cu Fala stojąca dla elektrou w zagrodzie kwatowej kołowej i jego eergia wrazi się astępującmi wzorami: it r,t ie sikr k R h 8mR Dla zagrod smetria kołowa Origiall created b IBM

lektro w pułapce trójwmiarowej Trójwmiarowa pułapka elektroowa z 3 1,, z 3 1 t i stoj L L L 8m h z L si L si L si e,,z,t 3 1 Hallida, Resick, Walker, Podstaw fizki, Copright Wdawictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 3 Fala stojąca dla elektrou w pułapce trójwmiarowej i jego eergia wrazi się: Kropka kwatowa; sztucz atom kotakt umożliwiają kotrolę liczb elektroów w kropce

ATOM WODORU, zlokalizowa elektro (dskrete eergie) Copright Spriger-Verlag, The Phsics of Atoms ad Quata b Herma Hake ad Has Christoph Wolf Copright for the Polish editio b Wdawictwo Naukowe PWN SA, Warszawa Seria Balmera, widmo emisje atomowego wodoru graica widma 364,56 m

WZÓR BALMRA m 364.56 4 I liia = 3, II = 4, itd WZÓR RYDBRGA dla wodoru Liczba falowa 1 A R R = 19737,3 cm -1 stała Rdberga h hc Rhc 1 m 1 1 R m R Rhc = 13.6 ev

SCHMAT poziomów atomu wodoru OBSRWOWAN SRI: Lmaa m = 1 Balmera m = Paschea m = 3 Bracketa m = 4 Pfuda m = 5 = m + 1, m + itd Hallida, Resick, Walker, Podstaw fizki, Copright Wdawictwo Naukowe PWN SA, Warszawa 3

Fala sprężsta Rówaie falowe przpomieie Operator Laplace a abla: 1 v t z prędkość w ciele stałm prędkość w gazach 1 v v m / s v p v RT d d B v 1 dt Fala elektromagetcza v 1 c v dt B

Rówaie Schrödigera - rówaie falowe rozwiązaie rówaia metodą rozdzieleia zmiech t t, t m t m t i t t i t t i V m 1 t t i V t m,, t i t V t m

V m i Q t l i Qt l d Q i dt iqt Qt Qt e cos isi cos Q Q stąd h Q h Rozwiązaie rówaia Schrödigera it t e, fukcja falowa e it Q - część zależa od czasu - część zależa od położeia t isit

Rówaie Schrödigera iezależe od czasu V m V m

Swobod elektro cost F d dv V V m Założeie V = m t i e ik e t, t k i t k t e e t t i ik si cos,,

lektro ma określoą fukcję falową w przedziale Ae ik Be ik d d ik ik i k Ae i k Be i k k i k m m Wiosek: Stała eergia kietcza elektrou C = p + K = K bo V =

Własości fukcji falowej 1) gęstość prawdopodobieństwa zalezieia elektrou * d 1 * Ae ik * ik A e AA * A A d 1 A 1 A Amplituda a końcach przedziału ) f. falowa () musi bć skończoa i ciągła dla wszstkich wartości 3) d d musi bć skończoa i ciągła dla wszstkich

Nieskończoa studia potecjału =a V a a V ; V d d m Dla < i > a V = to V m d d 1 1 cz. =

wewątrz studi V = < < a d m d ik C1e C e ik = = ik ik C1e Ce C 1 +C = C 1 = - C = = a ika ika ika ika C1e Ce C1e C1e korzstając z e A si k A si ka dla =; =a ika ika e i si ka

k a = =1,, a a * d 1 1 A si kd A a A a a si a 1 a a si a 3

eergia a a a a a m d d m si si 1 1 a m 1 ma ma 4 ma Wartości eergii własej elektrou dla ieskończoej studi potecjału =a V 1 =1 =

3-wmiarowa prostopadłościea studia potecjału m z z z z z m z m z z z 1 1 1 ~ e ik ik e k i m

k 1 m k k k z z k k k m k A si a k k A si z k A z z z si Z waruku = dla z m b k c k z z a A b A c A z c z z b a ; ; ;

Rówaie Schroedigera tuelowaie

Przkład: Obliczć głębokość wikaia w obszar wzbroio, jeżeli praca wjścia elektrou z metalu wosi 4 ev.

Bariera o skończoej grubości