Tải bản đầy đủ (.ppt) (30 trang)

powerpoint presentation chương 3 cơ học lượng tử i xác suất của hàm phân bố liên tục tk ii hàm sóng iii toán tử operator iv phương trình schrodinger v hạt trong hố thế vi dao động tử điều hòa vii

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (573.17 KB, 30 trang )

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

<b>CHƯƠNG 3 CƠ HỌC LƯỢNG TỬ</b>



<b>I. XÁC SUẤT CỦA HÀM PHÂN BỐ LIÊN TỤC </b>


<b>(TK) </b>



<b>II. HÀM SĨNG </b>



<b>III. TỐN TỬ (OPERATOR)</b>



<b>IV PHƯƠNG TRÌNH SCHRODINGER</b>


<b>V. HẠT TRONG HỐ THẾ</b>



</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

<b>II. HÀM SÓNG (Wave fuction)</b>



<b>1. Biểu thức sóng phẳng đơn sắc tại điểm M cách </b>


<b>nguồn O một đoạn :</b>



<b>Véctơ sóng xác định theo véctơ đơn vị của phương </b>


<b>truyền sóng:</b>



<b>Hàm sóng ở dạng phức:</b>


<b>vì</b>



 

OM


r





)


r.


k


t



sin(


A



)


v


.


T



r.


2


t



sin(


A



)


t


,


r



(





)]



r


k


t



(


i


exp[


A



)


t


,


r



(







k



n
2


k 






)}



r


k


t



sin(


i



)


r


k


t



{cos(


A



)


t


,


r



(







}


sin


i



{cos


A




</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

<b>1.Ý nghĩa thống kê của hàm sóng</b>
<b>Theo thuyết sóng ánh sáng:</b>


<b>Thuyết hạt ánh sáng: hạt photon tạo ra I tỷ lệ số photon qua 1m2</b>


<b>trong 1 s gọi là mật độ hạt:</b>


<b>Vì Hàm sóng phức mơ tả trạng thái vi mô của hạt chuyển động </b>
<b>nhanh có bình phương của biên độ: </b>


<b>2. Điều kiện chuẩn hóa: Xác suất tìm thấy hạt trong thể tích V bất </b>
<b>kỳ mà hạt cư trú là 1.0.</b>


<b>3. Điều kiện của hàm sóng:</b>
<b>1- Giới nội. </b>


<b>2- Đơn trị. </b>
<b>3- Liên tục.</b>


<b>4- Đạo hàm bậc nhất của </b>
<b>hàm sóng phải liên tục.</b>


2
i


.
i


2 <sub>A</sub><sub>.</sub><sub>e</sub> <sub>Ae</sub> <sub>*</sub>



A


I       


2
i


.
i
2


A


Ae



e.


A


*


.


)t



,r


(



p

  



2

A


*




)


t


,


r



(







1
dV
)
t
,
r
(
*
).
t
,
r
(


V








</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

<b>4.</b>

<b>Quan hệ giữa sóng Broglie và vi hạt chuyển </b>


<b>động tự do</b>

<b>có năng lượng</b>

<b> </b>



<b>và xung lượng</b>

<b> </b>


<b>Tính tần số góc:</b>



<b>Cịn véctơ sóng:</b>



<b>Hàm sóng viết dưới dạng:</b>


<b> </b>



mv


P  





h h c


E


.
E
hc


.
h
2
c



2
2






















 <sub>P</sub>


n
h
h
2


n


2


k 










)]


r


.


k


t



(


i


exp[


A



)


t


,


r




(




]
r
P
Et


)[
i
exp(


A 


 


</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

<b>Vận tốc Pha - Vận tốc nhóm</b>


<b>Vận tốc Pha:</b>


<b>Vận tốc truyền sóng sao cho pha là khơng đổi: </b>
<b> </b>


<b>suy ra :</b> <b> </b>
<b>hay: </b>


<b>Vận tốc u lớn hơn vận tốc ánh sáng </b>


<b>Vận tốc pha không phải là vận tốc truyền năng lượng.</b>

const



)



dx


x



(


P


)



dt


t



(


E


Px



Et






Pdx


Edt 


v
c
v


.


m


c
.
m
P


E
dt


dx
u


2
2








<b>Vận tốc nhóm là vận tốc chuyển động </b>
<b> của toàn bộ bó sóng. </b>
<b>Vận tốc nhóm của bó sóng bằng</b>


<b> vận tốc của hạt chuyển động.</b>


v
mc



mv
c


E
P
c
P


E


u <sub>2</sub>


2
2











)]


r


k


t




(


i


exp[


A



)


t


,


r



(





</div>
<span class='text_page_counter'>(6)</span><div class='page_container' data-page=6>

<b>III. TỐN TỬ (OPERATOR)</b>


<b>1. Tốn tử: Ánh xạ tác dụng lên một hàm biến hàm đó </b>
<b>thành một hàm khác:</b>


<b>Ví dụ : </b>


)


t


,


z


,


y


,


x


(


g


)



t


,


z


,


y


,


x


(


f



xt
4
)
z
y
x
2
(


Aˆ  2 


<b>2. Một số tốn tử thơng dụng </b>
<b>A-Tốn tử đạo hàm: </b>


<b>Ví dụ: </b> dx


d


Aˆ  <sub>(</sub><sub>2</sub><sub>x</sub> <sub>y</sub> <sub>z</sub><sub>)</sub> <sub>2</sub>



dx
d
)
z
y
x
2
(


Aˆ 2 2






3
2
1 e
z
e
y
e
x
d


Gra   














3
2
2
1
2


2

<sub>z</sub>

<sub>)</sub>

<sub>(</sub>

<sub>2</sub>

<sub>x</sub>

<sub>y</sub>

<sub>z</sub>

<sub>)</sub>

<sub>2</sub>

<sub>e</sub>

<sub>2</sub>

<sub>yz</sub>

<sub>e</sub>

<sub>y</sub>

<sub>e</sub>



y


x



2


(


d



gra



2
2
2
2
2


2
z
y
x












2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
z
)
z
y

x
2
(
y
)
z
y
x
2
(
x
)
z
y
x
2
(
)
z
y
x
2
(















z
2
)
z
y
x
2
(


Aˆ  2 


z
y
x
2
)
z
,
y
,
x
(



f   2


<b>C-Toán tử Laplace: </b>
<b>Ví dụ :</b>


</div>
<span class='text_page_counter'>(7)</span><div class='page_container' data-page=7>

<b>A. PHÉP TỐN CHO TỐN TỬ </b>
<b>1. PHÉP CỘNG:</b>


<b>Ví dụ : </b>



z
xy
x
2
2
)
z
,
y
,
x
(
f
)
x
dx
d
(
)
z


y
x
2
(


Cˆ  2     2  2


<b>2. PHÉP TRỪ </b>
<b>Ví dụ: </b>




Aˆ 


z
xy
x
2
2
)
z
y
x
2
(


Dˆ  2   2  2


)
f



(

f
)

.

( 

z


y


x


4


)}


z


y


x


2


(


x


{


dx


d


f


)



.




(

2

2


)
f

(

f
)

.

( 
x

;
dx
d


Aˆ  


<b>3. PHÉP NHÂN </b>
<b>Ví dụ : </b>


z
y
x
2
)
z
,


y
,
x
(


f   2







Bˆ  


x


2


)}


z


y


x


2


(


dx


d


{


x


f


)






</div>
<span class='text_page_counter'>(8)</span><div class='page_container' data-page=8>

<b>B. GIAO HỐN TỬ </b>
<b>1. Định nghĩa:</b>


<b>Ví dụ : </b>

.

.



0
)
yz
2
(
dx
d
)}
z
y
x
2
(
dy
d
{
dx
d
)
z
y
x
2
(



.


Aˆ  2   2  



,



,



dy
d

;
dx
d


Aˆ  


<b>2. Các toán tử giao hoán được </b>


z
y
x
2
)
z
,
y
,


x
(


f   2


0
)
2
(
dy
d
)}
z
y
x
2
(
dx
d
{
dy
d
)
z
y
x
2
(

.



Bˆ  2   2  


dz
d
;
dy
d
;
dx
d
2
2
2
2
2
2
dz
d
;
dy
d
;
dx
d
x
y
;
y
x


2
2







<b>3. Các tốn tử khơng giao hốn được </b>


</div>
<span class='text_page_counter'>(9)</span><div class='page_container' data-page=9>

<b>Bài tập : Xem các TT sau có thể giao hoán được với nhau ? </b>
<b>2. Tổ hợp toán tử giao hoán được</b>


<b>Khi mà </b>


)





)(





(




























3
2


1 e


z
e


y
e



x
d


Gra   
















2
2
2


2
2


2


z


y


x
















3
2


1

y

e

z

e



e


x














d



</div>
<span class='text_page_counter'>(10)</span><div class='page_container' data-page=10>

<b>C. TOÁN TỬ TUYẾN TÍNH (LINEAR OPERATOR)</b>
<b>1. Định nghĩa: cho các hàm f<sub>1</sub> f<sub>2</sub>…f<sub>n</sub> và các hằng số c<sub>1</sub></b>
<b>c<sub>2</sub>…c<sub>n </sub>A là TT tuyến tính</b>


<b>Các TT tuyến tính </b>




c

f.

}

c

[

f.

]


{



<sub>i</sub> <sub>i</sub> <sub>i</sub>


3
2


1 e


z
e



y
e


x
d


Gra   
















2
2
2


2
2


2



z
y


x
















3
2


1

y

e

z

e



e


x













<b>Bài tập : Xem các TT sau có tuyến tính khơng ? </b>
2


2
2


2
2


2


dz
d
;
dy


d
;
dx


d
;


dz


d
;
z
;
dy


d
;
y
;
dx


d
;
x



d



</div>
<span class='text_page_counter'>(11)</span><div class='page_container' data-page=11>

<b>D.HÀM RIÊNG VÀ TRỊ RIÊNG CỦA TOÁN TỬ </b>
<b>1. Định nghĩa:</b>


<b>Ví dụ : Ta có</b> <b> tìm hàm riêng trị riêng</b>


)
x
(
f


)


x
(
f


Aˆ 


<b>2. Dùng định nghĩa </b>


dx
d
aˆ 


<b>3. Chuyển vế: </b>


)
x
(
f
dx


)
x
(
df
)


x
(


f


aˆ  


dx
)


x
(
f


)
x
(
df






<b>4. Lấy tích phân </b> <sub>dx</sub> <sub>ln</sub> <sub>f</sub><sub>(</sub><sub>x</sub><sub>)</sub> <sub>c</sub><sub>(ln</sub><sub>c</sub> <sub>)</sub> <sub>.</sub><sub>x</sub>


)
x
(
f


)
x
(


df


1  







<sub></sub>





<b>5. Biến đổi </b> x


1


1f(x) .x c f (x) e


c


ln  











x
2e


c
)


x
(


f  




</div>
<span class='text_page_counter'>(12)</span><div class='page_container' data-page=12>

<b>E. TOÁN TỬ TỰ LIÊN HỢP TUYẾN TÍNH HERMITTE</b>
<b>1. Định nghĩa:Ta có</b> <b> là các hàm bất kỳ</b>


<b>Â là TT Hermitte:</b>


<b>2. Ví dụ Xét tốn tử </b>


<b>Xét vế trái : Dùng tích phân từng phần: </b>


<b>Vế phải: </b>
<b>So sánh:</b>


<b>Để Â là Hermitte thì ta có: </b>


<b>Kết luận: các hàm f<sub>i</sub>(x) khi nhân lẫn nhau bằng không</b>
<b>Gọi là trực giao</b>



)
x
(
f
),
x
(


f<sub>1</sub> <sub>2</sub>


dx
)
x
(
f
].

)[
x
(
f
dx


)
x
(
f

)


x
(


f<sub>1</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub>  <sub>1</sub>






dx
d
i
Aˆ 


]
)
dx
f


dx
d
f


(
f


f
[
i
dx



)
x
(
f
dx


d
)
x
(
f


i

<sub></sub>

<sub>1</sub> <sub>2</sub> <sub>1</sub> <sub>2</sub>

<sub></sub>

<sub>2</sub> <sub>1</sub>








dx
)
x
(
f
dx


d
)


x
(
f
i
dx
)
x
(
f
].
dx


d
i
)[
x
(


f<sub>2</sub> <sub>1</sub> <sub>2</sub> <sub>1</sub>






0


)



x


(


f



).


x


(



</div>
<span class='text_page_counter'>(13)</span><div class='page_container' data-page=13>

<b>Tính chất TT hermitte</b>



<b>1. Nó có trị riêng là các giá trị thực.</b>


<b>2. Các hàm riêng là trực giao:</b>



<b>3. Các hàm riêng tạo thành một hệ đủ: một hàm bất </b>


<b>kỳ được khai triển thành tổ hợp TT các hàm trực </b>


<b>giao </b>

























K


L



khi


0



K


L



khi


1



)


K


L



(


)



x


(


f


).


x


(



f

<sub>L</sub> <sub>K</sub>


)
x


(
f
C
)


x
(


U n


1
k


k
k





</div>
<span class='text_page_counter'>(14)</span><div class='page_container' data-page=14>

<b>IV PHƯƠNG TRÌNH SCHRODINGER</b>



<b>Các tiên đề trong Cơ lượng tử </b>


<b>1.Mỗi đại lượng a trong CH cổ điển tương ứng một TT </b>
<b>Hermitte â trong CH Lượng tử sao cho trị riêng của â là số </b>
<b>thực bằng chính giá trị của đại lượng a.</b>


<b>Ví dụ là tốn tử năng lượng có trị riêng là E</b>


<b>2. Hệ thức của các TT có hình thức giống hệt như các </b>


<b>đại lượng cổ điển tương ứng</b>


<b> </b>


H



,



,



,





]


P


.


x


r


[



L



<b>Ví dụ: TT tọa độ là phép nhân</b>
<b>TT mơmen xung lượng</b>


</div>
<span class='text_page_counter'>(15)</span><div class='page_container' data-page=15>

<b>Các tốn tử thơng dụng trong Cơ lượng tử </b>
<b>1. TT tọa độ= Tương ứng phép nhân</b>




,



,



,





<b>2. Các toán tử xung lượng </b>


<b>4. toán tử năng lượng: </b>


<b>toán tử thế năng</b>


x
i


Pˆ<sub>x</sub>






 


y
i


Pˆ<sub>y</sub>







 


z
i


Pˆ<sub>z</sub>






 


]
z
.
e
y


.
e
x


.
e


[
i
i


Pˆ <sub>1</sub> <sub>2</sub> <sub>3</sub>


















      


<b>3. tốn tử xung lượng tịan phần</b>


)
z
,
y


,
x
(
U
m


2
P
E


2



)
z
y


x
(
m
2
m


2


2
2
2



2
2


2
2


2














 


)
x
,
y
,
x
(


U
)


z
,
y
,
x
(


</div>
<span class='text_page_counter'>(16)</span><div class='page_container' data-page=16>

<b>PHƯƠNG TRÌNH SCHRODINGER</b>



<b>Ý nghĩa</b>


<b>1. Hàm riêng và trị riêng của tốn tử năng lượng.</b>


<b>Nếu năng lượng là không đổi</b>



<b>2. PT Schodinger không phụ thuộc t</b>



<b>Giải được:- Trị riêng là mức năng lượng </b>


<b> - Hàm riêng mô tả trạng thái</b>



)


t


,


z


,


y


,


x



(


E


)



t


,


z


,


y


,


x


(





)
z
,
y
,
x
(
)
iEt
exp(


A
)


r


(
)
iEt
exp(


A
)


t
,
r


(      










)


z


,


y


,


x


(


E



)



z


,


y


,


x


(



)



r


(





)


z


,


y


,


x


(


.


E


)



z


,


y



,


x


(


)]


z


,


y


,


x


(


U


m



2


[



2








</div>
<span class='text_page_counter'>(17)</span><div class='page_container' data-page=17>

<b>GIẢI PHƯƠNG TRÌNH SCHRODINGER</b>



<b>MỤC ĐÍCH KHI GIẢI </b>


<b>1.TÌM TRỊ RIÊNG: Tức là xác định các mức năng </b>
<b>lượng và xem nó có bị gián đọan khơng (lượng tử hóa)</b>



<b>2.TÌM HÀM RIÊNG: Dùng tính xác suất những nơi </b>
<b>tìm thấy hạt (đám mây điện tử). Xác định hàm mật độ xác </b>
<b>suất</b> <b><sub>CÁC LƯU Ý KHI GIẢI </sub></b>


<b>1.BIẾT DẠNG TOÁN TỬ THẾ NĂNG: Thường đó là </b>
<b>một phép nhân. Nếu đơn giản thì U=0</b>


<b>2.CHIỀU CỦA KHƠNG GIAN: 1D/ 2D/ 3D. Đơn giản </b>
<b>là một chiều khi đó </b>


<b>3.Có khi phải tách không gian làm nhiều vùng khác </b>
<b>nhau để tìm hàm sóng cho từng vùng.</b>


2
2
2


2


dx


d


m


2


m



2







</div>
<span class='text_page_counter'>(18)</span><div class='page_container' data-page=18>

<b>V HẠT TRONG HỐ THẾ VUÔNG</b>



<b>Bên trong hố 0 </b><b> x </b><b> a thì U = 0 </b>


<b>Bên ngịai hố 0 > x và x > a thì U</b><b> vơ hạn</b>


<b>Bên ngịai U lớn nên hạt khơng thể nhảy ra</b>
<b><sub>hạt chỉ tồn tại bên trong </sub></b><sub></sub><b><sub> Phương trình S</sub></b>


<b><sub>Xét chuyển động theo 1 phương x nên:</sub></b>


<b><sub>Nghiệm là:</sub></b>


<b>Lưu ý tại x=a thì hàm sóng bằng khơng</b>


a
0


U=0


)


z


,


y


,


x


(


E


0




)


z


,


y


,


x


(


)


z


y



x


(


m



2

2


2
2


2
2


2
2





















)
x
(
k
)


x
(
E
m
2
x


)
x



( <sub>2</sub>


2
2


2















 


mE
2
k 


kx


sin


A




)


x



(








0

sin

n



</div>
<span class='text_page_counter'>(19)</span><div class='page_container' data-page=19>

<b>Kết quả:</b> ka n


2
n
2


2
2
2


n
n


m
E
2
a



n
k


a
n
k












...
3
,
2
,
1
n


ma
2
n
m



2
k


E <sub>2</sub>


2
2
2
2


n
2


n 





 


<b>Kết luận về mức năng lượng:</b>
<b>1- Năng lượng bị lượng tử hóa</b>
<b>2- Năng lượng tỉ lệ với bình </b>


<b> phương các số nguyên</b>
<b>3- E<sub>1</sub> là mức thấp nhất (Ground state)</b>
<b>4- Từ E<sub>2 </sub>lên trên là mức kích thích </b>
<b> (excited state)</b>
<b>5- Khỏang cách các mức không đều </b>



)


1


n



2


(


ma


2



]


n


)



1


n



[(


ma



2


E



E



E

<sub>2</sub>


2
2
2



2
2


2
2
n


1


n















</div>
<span class='text_page_counter'>(20)</span><div class='page_container' data-page=20>

<b>Kết quả:</b>


<b>Kết luận về các hàm sóng bậc n:</b>


<b>1- Ta chứng minh các hàm sóng là trực giao.</b>



<b>2- Xác suất tìm thấy hạt tỉ lệ với mức năng lượng thứ n </b>


?
A
kx


sin
A
)


x


(   




a
2
A


1
a
2
1
A
dx


)
kx
(


sin


A 2 2


a


0
2










<b>Theo sự chuẩn hóa hàm sóng :</b>


)
a


x
n
sin(
a


2
)



x
k
sin(
a


2
)


x


( <sub>n</sub>


n








)
n
m


(
0
dx


)
x


k
sin(
)


x
k
sin(
a


2


/ <sub>n</sub>


a


0


m
n


m    




 

<sub></sub>



x


U(x)



a
x


U(x)


a


x


U(x)


a


</div>
<span class='text_page_counter'>(21)</span><div class='page_container' data-page=21>

<b>Kết quả: nghiệm tổng quát là tổ hợp tuyến tính các nghiệm</b>
)
a
x
n
sin(
c
a
2
c
)
x
(


f 

<sub>n</sub><sub>n</sub> 

<sub>n</sub> 


<b>Kết quả: nghiệm có yếu tố thời gian </b>



)
t
iE
exp(
)
a
x
n
sin(
c
a
2
)
iEt
exp(
)
x
(
)
t
,
x


(    <sub>n</sub>   <sub>n</sub>



)
t
ma

2
n
i
exp(
)
a
x
n
sin(
c
a
2
2
2
2
n






<b>Kết quả: cho trường hợp 3D hạt trong hộp vuông</b>
2
2
2
2
2
2
2


2
2
2
2
2
3
2
1
mc
2
nx
mb
2
ny
ma
2
nx
E
E
E


E            


</div>
<span class='text_page_counter'>(22)</span><div class='page_container' data-page=22>

<b>V DAO ĐỘNG TỬ ĐIỀU HÒA</b>


<b>Trong 1D : Hệ chịu tác động lực tuần </b>


<b>hồn f=-kx, nên động năng U=kx2/2</b>


<b>Phương trình Schrodinger một chiều:</b>



<b><sub>Xét hai toán tử tăng và giảm:</sub></b>


<b><sub>Lấy phép nhân 2 tốn tử đó </sub></b><sub></sub><b><sub> viết lạI PT Schrodinger</sub></b>


2
x
m


2

m


2

k
)


x
(


2
2
2


2
2










)


x


(


u


E


)



x


(


u


)


x


2



m


dx



d


m


2


i



(

2 <sub>n</sub> <sub>n</sub> <sub>n</sub>


2


2


2
2










,





]


x


im



dx


d


i



[


m


2



1




<sub></sub>



)
x
(
u
E
)


x
(
u
}
2


1
)


a
a
{(
)


x
(
u


</div>
<span class='text_page_counter'>(23)</span><div class='page_container' data-page=23>

<b>V DAO ĐỘNG TỬ ĐIỀU HÒA</b>


<b>Ta chứng minh được luận điểm sau:</b>


<b>Nếu U(x) là nghiệm riêng thỏa PT Schrodinger </b>
<b>với trị riêng E thì hàm â+(x) cũng là nghiệm riêng </b>
<b>của PT Schrodinger với năng lượng riêng là </b>E  


<b>Hàm â-<sub>(x) cũng là nghiệm riêng của PT </sub></b>
<b>Schrodinger với năng lượng riêng là </b>E 


<b>Kết qủa về mức năng lượng</b>


<b>1- Các năng lượng cách đều nhau một đoạn </b>
<b>2- Mức năng lượng thấp nhất có giá trị dương</b>
<b>và là năng lượng ở nhiệt độ 0K. ??</b>


<b>3- Mức thứ J bất kỳ có giá trị </b>




E




 



2


1


E

<sub>0</sub>






(

j

0

,

5

)



</div>
<span class='text_page_counter'>(24)</span><div class='page_container' data-page=24>

<b>NGHIỆM CỦA DAO ĐỘNG TỬ ĐIỀU HÒA</b>



<b>Nghiệm ở trạng thái cơ bản u<sub>0</sub>: khi đó</b>


<b>Nếu tác dụng hạ bậc sẽ khơng cịn sóng </b>


<b>Phương trình xác định:</b>


<b>Giải được nghiệm:</b>


<b><sub>Dùng điều kiện chuẩn hóa </sub></b><sub></sub><b><sub> Biên độ sóng là</sub></b>
<b><sub>Và viết lại hàm cơ bản:</sub></b>


<b>Hàm ở trạng thái m</b>


0


)



x


(


u



 <sub>0</sub>



0
)
x
(


u
]
x
im
dx
d
i
[
m
2
1
)
x
(
u


aˆ <sub>0</sub>     <sub>0</sub> 


)


x


2


m


exp(


A


)


x


(



u

<sub>0</sub> <sub>0</sub> 2



</div>
<span class='text_page_counter'>(25)</span><div class='page_container' data-page=25>

<b>Kết quả: nghiệm có yếu tố thời gian</b> m(x,t) um(x)exp( iEmt)


<b>Kết quả: cho trường hợp 3D hạt trong hộp vuông</b>


2
2
2


2
2


2
3


2


1 m z


2
1
y


m
2
1
x


m
2
1


)
z
(
U
)


y
(
U
)


x
(
U
)


z
,
y
,
x
(


U         


<b>Kết quả: Về năng lượng</b>


)


nz


ny




nx


N



(


)



2


3


nz



ny


nx



(



E

<sub>N</sub>



)


z


(


Z


).


y


(


Y


).


x


(


X




)


x


,


y


,


x



(

<sub>nx</sub> <sub>ny</sub> <sub>nz</sub>


nz
,
ny
,


nx





<b>Kết quả: Về hàm sóng</b>


<b>Lúc này có sự suy biến: Cùng một mức năng lượng sẽ có </b>


</div>
<span class='text_page_counter'>(26)</span><div class='page_container' data-page=26>

nx ny nz


Trạng thái 1 2 0 0


Trạng thái 2 0



2 0


Trạng thái 3 0 0 2


Trạng thái 4 1 1 0


Trạng thái 5 0 1 1


Trạng thái 6 1 0 1


<b>Ví dụ với mức</b>     


2
7
)


</div>
<span class='text_page_counter'>(27)</span><div class='page_container' data-page=27>

<b>VII Hiệu ứng đường hầm Tuner effect</b>



<b>Giải bài toán hạt chuyển động vướt qua rào thế có U </b>
<b>cao hơn năng lượng của nó.</b>


O <b><sub>X</sub></b>


<b>U<sub>0</sub></b>


<b>Miền 3</b>
<b>Miền 2</b>


<b>Miền 1</b>



<b>Khi 0 </b><b> x </b><b> U = 0: miền 1 </b>
<b>Khi a </b><b> x </b><b> 0</b><b> U = U<sub>0</sub>: miền </b>
<b>2 </b>


<b>Khi x </b><b> a </b><b> U = 0: miền 3 </b>
d


dx k


2
1


2 12 1 0






 


<b>Trong Miền I và III</b>
<b>Nghiệm:</b>


k<sub>1</sub>2 2mE<sub>2</sub>


<b>Trong Miền II</b> d


dx k



2
2


2 2
2


2 0




  k22 m U E
0


2


2


 (  )




)


x


ik


exp(



B


)




x


ik


exp(



A

<sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub> <sub>1</sub>


1





)


x


k


exp(


B



)


x


k


exp(



A

<sub>1</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub>


2



</div>
<span class='text_page_counter'>(28)</span><div class='page_container' data-page=28>

<b>Để tìm nghiệm, dùng điều kiện biên, vì có 6 biên độ ứng các </b>


<b>miền nhưng chỉ có 4 DK biên </b><b> phải bỏ một hệ số B<sub>3 </sub>với giả </b>


<b>thuyết sóng khơng phản xạ ở vơ cùng.</b>



<b> Vấn đề ta quan tâm là sóng có qua rào khơng?</b>


<b>Hệ số truyền qua D: là tỷ số giữa bình phương biên độ sóng </b>
<b>truyền qua hàng rào thế và bình phương biên độ sóng tới tại </b>
<b>hàng rào thế. </b>


???


0



A


A



D

<sub>2</sub>


1
2
3





<b>Kết qủa thu được</b>


0


)



a


k


2



exp(


)



n


1



(



n


16



D

<sub>2</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub>


2








n k


k


E


U E


 




1


2 0


</div>
<span class='text_page_counter'>(29)</span><div class='page_container' data-page=29>

<b>Ví dụ: Nếu hiệu năng lượng cho là E-U<sub>0</sub>=1,28.10-31<sub> J, khi </sub></b>


<b>đó ta có thể dùng lý thuyết để tính sự phụ thuộc của hệ số </b>
<b>truyền qua D vào độ rộng hố thế a.</b>


a(m) 10-10 <sub>1,5.10</sub>-10 <sub>2.10</sub>-10 <sub>5.10</sub>-10


D 0,1 0,03 0,008 5.10-7


<b>Hệ số truyền qua D chỉ đáng kể khi độ rộng hố thế a là </b>
<b>rất nhỏ, khi đó hạt thể hiện tính chất sóng của vi hạt và </b>
<b>điều đó khơng thể có với các hạt vĩ mơ.</b>


<b>Ứng dụng:</b>


<b>1- Giải thích phát xạ lạnh electron trong kim loại</b>


</div>
<span class='text_page_counter'>(30)</span><div class='page_container' data-page=30>

<b>1- Phương trình truyền sóng vật chất: </b>
<b>2- Ýnghĩa và tính chất hàm sóng </b>


<b>3-Vận tốc pha và nhóm</b>


<b>4- Tốn tử và các phép toán của Toán tử. Toán Tử Hermitte</b>
<b>5- Giao hốn tử và các tính chất. Hàm riêng trị riêng.</b>



<b>6- PT Schrodinger</b>
<b>7- Hạt trong hố thế </b>


<b>8- Dao động tử điều hịa</b><i>.</i>


<b>9- Hiệu ứng đường ngầm </b>


<b>Ơn tập</b>


)]
r
k
t
(
i
exp[
A
)
t
,
r
(     

v
u
;
v
c
u <sub>N</sub>
2


P  


)
z
,
y
,
x
(
.
E
)
z
,
y
,
x
(
)]
z
,
y
,
x
(
U
m
2
[


2





 
...
3
,
2
,
1
n
ma
2
n
m
2
k
E <sub>2</sub>
2
2
2
2
n
2
n 



 
)
a
x
n
sin(
a
2
)
x
k
sin(
a
2
)
x
( <sub>n</sub>
n







(j 0,5)


E<sub>j</sub>
)
x


2
m
exp(
m
)
x
(
u 2
4
/
1
0













0
)
a
k
2

exp(
)
n
1
(
n
16


D <sub>2</sub> <sub>2</sub> <sub>2</sub>


2







 n <sub>k</sub>k  <sub>U</sub> E <sub>E</sub>



1


2 0


</div>

<!--links-->

×