ВУЗ:
Составители:
13
Ψ
II
ixix
CeDe=+
−ϖνϖν
,
xl<
.
Требование конечности функции на бесконечности даёт
′
=
A
0
и
′
=
B
0
, что
обеспечивает монотонное убывание функции при
x →∞
. В области II Ψ(x)
осцилирует. На границах областей решение и его производная должны быть
непрерывны, что приводит к уравнениям:
Ae
Ce
De
lilil
−
−
=
+
ϖ
ϖ
ν
ϖ
ν
, для x=-l (1)
Be
Ce
De
lilil
−
−
=
+
ϖ
ϖ
ν
ϖ
ν
, для x=l (2)
ϖϖνϖν
ϖ
ϖ
ν
ϖ
ν
AeiCeiDe
lilil
−
−
=−, для x=-l (3)
−=−
−
−
ϖϖνϖν
ϖ
ϖ
ν
ϖ
ν
BeiCeiDe
lilil
, для x=l (4)
Преобразуем систему (1)-(4); сложим (1) и (2), а (4) вычтем из (3):
()()cosABeCDl
l
+=+
−
ϖ
ϖν2 ; (5)
()()sinABeCDl
l
+=+
−
ϖ
νϖν2 . (6)
Теперь вычтем (2), а (3) и (4) сложим:
()()sinABeiCDl
l
−=−−
−
ϖ
ϖν2 ; (7)
()()cosABeiCDl
l
−=−
−
ϖ
νϖν2 . (8)
Из (5)-(8) следуют условия существования решения системы (1)-(4):
либо A-B=C-D=0 и
tglϖν
ν
=
1
;
либо A+B=C+D=0 и
tg
l
ϖν
ν
=
−
.
Другие комбинации дают
Ψ
≡
0
.
Первое условие даёт решение (A находим из (5)):
Ψ
()
cos,
cos,.
xC
elexl
lxl
l
x
=
>
<
−
2
ϖ
ϖ
ϖν
ϖν
(9)
Волновая функция чётная. Заметим, что вероятность обнаружить частицу вне
ямы, т.е . в области , недоступной для частицы при классическом движении,
отлична от нуля.
Второе условие с константой А, найденной из (7), приведёт к решению
Ψ
()
sin,,
sin,,
sin,.
xiC
elexl
lxl
elexl
lx
lx
=
<−
<
>
−
−
2
ϖϖ
ϖϖ
ϖν
ϖν
ϖν
(10)
Из условия нормировки определим константу С :
C
l
l
=+
−
1
2
1
1
1
2
ϖ
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
13
Ψ II = Ceiϖ ν x + De − iϖ ν x , x < l .
Тр е б о ва ни е ко не ч но сти ф ункци и на б е ско не ч но сти да ёт A′ = 0 и B ′ = 0 , ч то
о б е спе ч и ва е т мо но то нно е уб ыва ни е ф ункци и пр и x → ∞ . В о б ла сти II Ψ(x)
о сци ли р уе т. На г р а ни ца х о б ла сте й р е ш е ни е и е го пр о и зво дна я до лж ны б ыть
не пр е р ывны, ч то пр и во ди тк ур а вне ни ям:
Ae −ϖ l = Ce −iϖ ν l + De iϖ ν l , для x=-l (1)
−ϖ l iϖ ν l − iϖ ν l
Be = Ce + De , для x=l (2)
−ϖ l −iϖ ν l iϖ ν l
ϖ Ae = iϖν Ce − iϖν De , для x=-l (3)
− ϖ Be −ϖ l = iϖν Ce iϖ ν l − iϖν De −iϖ ν l , для x=l (4)
П р е о б р а зуе м си сте му (1)-(4); сло ж и м (1) и (2), а (4) выч те м и з (3):
( A + B )e −ϖ l = 2( C + D )cos ϖ ν l ; (5)
( A + B )e −ϖ l = 2ν ( C + D )sin ϖ ν l . (6)
Те пе р ь выч те м (2), а (3) и (4) сло ж и м:
( A − B )e −ϖ l = −2i ( C − D )sin ϖ ν l ; (7)
( A − B )e −ϖ l = 2iν ( C − D )cosϖ ν l . (8)
И з (5)-(8) сле дую тусло ви я сущ е ство ва ни я р е ш е ни я си сте мы (1)-(4):
1
ли б о A-B=C-D=0 и tgϖν l = ;
ν
ли б о A+B=C+D=0 и tgϖν l = −ν .
Д р уг и е ко мб и на ци и да ю тΨ ≡ 0 .
П е р во е усло ви е да ётр е ш е ни е (A на хо ди м и з (5)):
eϖ l cos ϖ ν l e − ϖ x , x > l
Ψ ( x ) = 2C (9)
cos ϖ ν l , x < l.
Во лно ва я ф ункци я ч ётна я. За ме ти м, ч то ве р о ятно сть о б на р уж и ть ч а сти цу вне
ямы, т.е . в о б ла сти , не до ступно й для ч а сти цы пр и кла сси ч е ско м дви ж е ни и ,
о тли ч на о тнуля.
Вто р о е усло ви е с ко нста нто й А, на йде нно й и з (7), пр и ве дётк р е ш е ни ю
e − ϖ l sin ϖ ν l eϖ x , x < − l ,
Ψ ( x ) = 2iC sin ϖ ν l , x < l, (10)
ϖl −ϖ x
e sin ϖ ν l e , x > l.
И з усло ви я но р ми р о вки о пр е де ли м ко нста нту С:
−1
1 1 2
C= 1 +
2 l ϖ l
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- …
- следующая ›
- последняя »
