箱モデルと不確定性原理についての質問
一次元の箱モデルを考えます。
粒子の質量はm
0=<x<=a
この条件によってエネルギー固有値Eと規格化された波動関数Ψが求まります。
E=n^2*h^2/(8*m*a^2)
Ψ=√(2/a)sin((nπ/a)x)
(1)n=1のときのエネルギー准位について、粒子の運動量pと位置xがおおよその近似で
不確定性関係を満たすことを示せ。
(2)境界点を含む箱の外側におけるポテンシャルが一定の有限値に変わると(箱の内部はU=0),
粒子の運動やエネルギー准位はどのように変化すると予想されるか
(3)三次元の箱に閉じ込められた粒子のエネルギー准位を求め、箱の稜の長さがすべて異なる直方体の場合と、すべての稜の長さが等しい立方体の場合を比較したとき、本質的に大きく異なる点は何か
実は4問ありましたが、もともとの(1)はエネルギー固有値Eと規格化された波動関数Ψを求めよという問題で自力で解けました。
で、今書いてある(1)からどうやってやっていけばいいかわからなくなりました。
p=h/(2a)まで求まって、これにxをかけるとp*x=(h/2)(x/a)<h/2という不確定性原理と正反対な結果に
なってしまいました。
(2)はトンネル効果が起こるだろうと思います。粒子の運動は箱の外まで広がるだろうと思いますが、
エネルギー准位はどう変化しますか。
(3)はまったく打つ手がありません。一次元のものしか習ったことがないので...
では、ご指導をよろしくお願いします!
お礼
相補性など目からうろこでした 対発生に粒子数マイナスですか どうもありがとうございます