Medindo a energia das partículas ligadas e não ligadas
Na física quântica, você pode resolver para os estados de energia permitidos de uma partícula, se ele está ligado, ou preso, em um poço de potencial ou é não ligado, ter a energia para escapar.
Conteúdo
Video: Como calcular o consumo elétrico em R$?
Dê uma olhada no potencial na figura a seguir. O mergulho, ou bem, no potencial, significa que as partículas podem ser preso nele, se eles não têm muita energia.
energia cinética da partícula somado com sua energia potencial é uma constante, igual ao seu total de energia:
Video: Energia Consumida de um aparelho - Dica de Física
Se a energia total é menor do que V1, a partícula será preso no poço de potencial, como você vê na figura-a sair do poço, energia cinética da partícula teria de se tornar negativo para satisfazer a equação, o que é impossível de acordo com a mecânica clássica.
Quantum-mecanicamente falando, existem dois estados possíveis que uma partícula com energia E pode tomar no potencial dada pela figura - ligado e não ligado.
estados ligados acontecer quando a partícula não é livre para viajar até ao infinito - é tão simples como isso. Em outras palavras, a partícula está confinada ao poço de potencial.
Video: The Best and Worst Prediction in Science
Uma partícula viajando no potencial bem que você vê na figura está ligada, se a sua energia, E, é menor do que tanto V1 e V2. Nesse caso, a partícula se move entre X1 e X2. É possível descobrir a partícula fora desta região.
Uma partícula presa de tal bem é representado por uma função de onda, e você pode resolver a equação de Schrödinger para as funções de onda permitidos e os estados de energia permitidos. Você precisa usar duas condições de contorno (a equação de Schrödinger é uma equação diferencial de segunda ordem) para resolver o problema completamente.
Estados vinculados são discretos - isto é, eles formam um espectro de energia dos níveis de energia discretos. A equação de Schrödinger dá-lhe esses estados. Além disso, em problemas unidimensionais, os níveis de energia de um estado ligado são não degenerar - isto é, não existem dois níveis de energia são o mesmo em todo o espectro de energia.
Se a energia de uma partícula, E, é maior do que o potencial (V1 na figura), a partícula pode escapar do poço de potencial. Existem dois casos possíveis: V1 lt; E lt; V2 e e gt; V2.
Caso 1: Partículas com energia entre os dois potenciais (V1 lt; E lt; V2)
Se V1 lt; E lt; V2, a partícula no poço potencial tem energia suficiente para superar a barreira do lado esquerdo, mas não à direita. A partícula é, portanto, livre para se mover para o infinito negativo, pelo que a sua classicamente permitido X região está entre
Aqui, os valores de energia permitidos são contínuas, não discreta, porque a partícula não está completamente ligado. Os valores próprios de energia não são degenerar - isto é, há dois valores próprios de energia são os mesmos.
A equação de Schrödinger,
é uma equação diferencial de segunda ordem, para que ele tenha duas Solutions linearmente independente no entanto, neste caso, apenas uma dessas soluções é física e não se afasta.
A equação de onda, neste caso, passa a oscilar para X lt; X2 e a decair rapidamente durante X gt; X2.
Caso 2: As partículas com energia maior do que o maior potencial (E gt; V2)
Se E gt; V2, a partícula não está ligado a todos e é capaz de se deslocar de infinito negativo para infinidade positiva.
O espectro de energia é contínua e a função de onda acaba por ser uma soma de uma onda se movendo para a direita e um movimento para a esquerda. Os níveis de energia do espectro permitiu, por conseguinte, são duplamente degenerado.