Psi_A (x, 0) = sqrt (1/6) phi_0 (x) + sqrt (1/3) phi_1 (x) + sqrt (1/2) phi_2 (x)? Več vprašanj

Psi_A (x, 0) = sqrt (1/6) phi_0 (x) + sqrt (1/3) phi_1 (x) + sqrt (1/2) phi_2 (x)? Več vprašanj
Anonim

Odgovor:

Glej spodaj:

Pojasnilo:

Opozorilo - To predvidevam # phi_0 #, # phi_1 # in # phi_2 # označujemo osnovno, prvo vzbujeno in drugo vzbujeno stanje neskončnega vodnjaka - stanja, ki jih običajno označujemo z # n = 1 #, # n = 2 #, in # n = 3 #. Torej, # E_1 = 4E_0 # in # E_2 = 9E_0 #.

(d) Možni rezultati meritev energije so # E_0 #, # E_1 # in # E_2 # - z verjetnostmi #1/6#, #1/3# in #1/2# v tem zaporedju.

Te verjetnosti so neodvisne od časa (ko se čas razvija, vsak kos pobere fazni faktor - verjetnost, ki je podana s kvadratom modulov koeficientov - se ne spremeni.

(c) Vrednost pričakovanja je # 6E_0 #. Verjetnost za merjenje energije, ki izhaja iz tega, je 0. To velja za vse čase.

Prav zares, # 6E_0 # ni energijska lastna vrednost - tako da merjenje energije nikoli ne bo dalo te vrednosti - ne glede na stanje.

(e) takoj po merjenju, ki prinaša # E_2 #stanje sistema je opisano z valovno funkcijo

#psi_A (x, t_1) = phi_2 #

At #t_> t_1 #, valovna funkcija je

# psi_A (x, t) = phi_2 e ^ {- iE_2 / ℏ (t-t_1)} #

Edina možna vrednost, ki jo bo imela energija pri tem stanju, je # E_2 # - ves čas # t_2> t_1 #.

(f) Verjetnosti so odvisne od kvadratnega modula koeficientov - tako

#psi_B (x, 0) = sqrt {1/6} phi_0-sqrt {1/3} phi_1 + isqrt {1/2} phi_2 #

bo delovalo (obstajajo neskončno številne možne rešitve). Upoštevajte, da ker se verjetnosti niso spremenile, bo vrednost energijskega pričakovanja samodejno enaka kot #psi_A (x, 0) #

(g) Od # E_3 = 16 E_0 #, lahko dobimo pričakovano vrednost # 6E_0 # če imamo # E_1 # in # E_3 # z verjetnostjo # p # in # 1-p # če

# 6E_0 = pE_1 + (1-p) E_3 = 4pE_0 + 16 (1-p) E_0 pomeni #

# 16-12p = 6 pomeni p = 5/6 #

Torej je možna valovna funkcija (spet ena od neskončno številnih možnosti)

#psi_C (x, 0) = sqrt {5/6} phi_1 + sqrt {1/6} phi_3 #