Como calcular a localização de uma partícula por Aplicação de Schr & # 246-dinger de equação para um pacote de ondas

Se você tem um número de soluções para a equação Schr nº 246-dinger, qualquer combinação linear dessas soluções é também uma solução. Então essa é a chave para obter uma partícula física: Você pode adicionar várias funções de onda em conjunto para que você obtenha um pacote de ondas, que é um conjunto de funções de onda da forma

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de tal modo que as funções de onda interferem construtivamente em um único local e interferir destrutivamente (ir para zero) em todos os outros locais:

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Isso geralmente é escrito como uma integral contínua:

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O que é

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É a amplitude de cada função de onda componente, e você pode encontrar

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a partir da transformação de Fourier da equação:

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Porque

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você também pode escrever as equações de pacotes de onda como esta, em termos de p, não k:

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Bem, você pode estar se perguntando exatamente o que está acontecendo aqui. Parece

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Isso parece muito circular.

A resposta é que as duas equações anteriores não são definições de

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eles estão apenas equações que relacionam os dois. Você é livre para escolher moldar o seu próprio pacote de ondas si mesmo - por exemplo, você pode especificar a forma

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Aqui está um exemplo em que você começa concreto, selecionando uma forma real pacote de ondas. Escolha um pacote chamado wave Gaussian, que você pode ver na figura - localizada em um lugar, perto de zero nos outros.

Um pacote de ondas Gaussian.
Um pacote de ondas Gaussian.

a amplitude

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você pode escolher para este pacote de ondas é

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Você começa a normalizar

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para determinar o que A é. Aqui está como isso funciona:

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substituindo em

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dá-lhe esta equação:

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Fazendo a integral (que significa olhar-lo em tabelas matemáticas) dá-lhe a
Segue:

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Então aqui está sua função de onda:

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Esta pequena jóia de uma integral pode ser avaliada para dar-lhe o seguinte:

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Então essa é a função de onda para este pacote de ondas Gaussian (Nota: A exp [-x2/uma2] É a parte Gaussian que dá o pacote de ondas a forma distinta que você vê na figura) - e já está normalizado.

Agora você pode usar esta função pacote de onda para determinar a probabilidade de que a partícula será em, digamos, a região

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A probabilidade é

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Neste caso, a integral é

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E isso funciona para fora para ser

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Assim, a probabilidade de que a partícula estará na região

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Legal!

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