Методические указания к решению задач по курсу физики (раздел "Квантовая физика"). Шунина В.А. - 15 стр.

UptoLike

Составители: 

15
Условия сшивания на границе дадут систему уравнений:
eAeCeGe
iklikliknliknl
+=+
,
BeCeGe
ikliknliknl
=+
,
eAenCenGe
iklikliknliknl
=−,
Be
nCe
nGe
ikliknliknl
=
.
Нам надо найти коэффициент отражения R
A
A
=
1
2
и прозрачности D
B
A
=
1
2
.
Исключим из системы C и G, комбинируя уравнения по два . Из полученных
двух уравнений найдём А и В, пользуясь правилом Крамера, после чего
коэффициент отражения D примет вид
()
D
n
nnknl
=
+−
2
2
1
4
2
2
2
12sin
;
R
D
=
.
Рис. 3.3 иллюстрирует поведение ВФ при инфинитном движении. Из-за
отражения амплитуда волны справа ямы меньше, чем слева . При R=0
амплитуда волны справа и слева от ямы будет одинакова .
3. При изучении эмиссии электронов металлами необходимо принять во внимание
то обстоятельство , что электроны с энергией,
достаточной для выхода из металла , могут
отражаться от границы металла . Рассмотреть
одномерную с потенциалом
VV
=
0
при х<0
(внутри металла ) и
V
=
при x>0 (вне металла )
(рис. 3.4). Определить коэффициент отражения
электрона с энергией Е>0 от поверхности металла
при V
0
10
=
эВ, E=0.1 эВ.
Ответ:
(
)
RVEVER=++=
0
2
0
4
067;,.
4. Частица массы m падает на прямоугольный потенциальный барьер (рис. 3.5),
причём её энергия
EV
<
0
. Найти коэффициент прозрачности D барьера.
Рассчитать D для электрона и протона с E=1 эВ для
этого барьера, если V
0
=2 эВ, l=1 A
0
.
Ответ:
()
D
E
V
E
V
mVEl~exp;161
2
2
00
0
−−
h
D=0,777; D =⋅
3610
19
,.
5. Определить коэффициент отражения R частицы
от прямоугольного барьера (рис. 3.5) для случая,
когда энергия частицы EV
>
0
(надбарьерное отражение ).
(11)
V(x)
0
x
-V
0
Рис. 3. 4
V(x)
V
0
E
x
I II III
Рис. 3. 5
0 l
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
                                                                           15
                     У сло ви я сш и ва ни я на гра ни це да дутси сте му ур а вне ни й:
                           eikl + Aeikl = Ce −iknl + Ge iknl ,
                                  Beikl = Ce iknl + Ge − iknl ,
                         e −ikl − Aeikl = nCe −iknl − nGe iknl ,
                                                                                        (11)
                                  Be ikl = nCe iknl − nGe − iknl .
                                                                                        2                                2
                                                                       A                             B
              На м на до на йти ко э ф ф и ци е нт о тр а ж е ни я R =    и пр о зр а ч но сти D =      .
                                                                       A1                           A1
              И склю ч и м и з си сте мы C и G, ко мб и ни р уя ур а вне ни я по два . И з по луч е нных
              двух ур а вне ни й на йдём А и В, по льзуясь пр а ви ло м Кр а ме р а , по сле ч е г     о
              ко э ф ф и ци е нто тр а ж е ни я D пр и ме тви д
                                               n2
                            D=                                ;
                                                  (   )
                                                  2
                                n + 4 n − 1 sin 2 knl
                                  2     1 2             2


                            R = 1 − D.
              Ри с. 3.3 и ллю стр и р уе т по ве де ни е ВФ пр и и нф и ни тно м дви ж е ни и . И з-за
              о тр а ж е ни я а мпли туда во лны спр а ва ямы ме ньш е , ч е м сле ва . П р и R=0
              а мпли туда во лны спр а ва и сле ва о тямы б уде то ди на ко ва .

           3. П р и и зуч е ни и э ми сси и э ле ктр о но в ме та лла ми не о б хо ди мо пр и нять во вни ма ни е
                               V(x)               то о б сто яте льство , ч то э ле ктр о ны с э не р ги е й,
                                                  до ста то ч но й для выхо да и з ме та лла , мо гут
                            0
                                           x      о тр а ж а ться о т г    р а ни цы ме та лла . Ра ссмо тр е ть
                                                  о дно ме р ную с по те нци а ло м V = −V0 пр и х<0
                               -V0                (внутр и ме та лла ) и V = 0 пр и x>0 (вне ме та лла )
                                                  (р и с. 3.4). О пр е де ли ть ко э ф ф и ци е нт о тр а ж е ни я
                             Ри с. 3. 4           э ле ктр о на с э не р ги е й Е>0 о т по ве р хно сти ме та лла
                                                  пр и V0 = 10 э В, E=0.1 э В.

                                  (                       )
                                                              4
           О тве т: R = V02                E + V0 + E             ; R = 0 ,67 .
           4. Ч а сти ца ма ссы m па да е т на пр ямо уг    о льный по те нци а льный б а р ье р (р и с. 3.5),
           пр и ч ём е ё э не р г и я E < V0 . На йти ко эф ф и ци е нт пр о зр а ч но сти D б а р ье р а .
                             V(x)             Ра ссч и та ть D для э ле ктр о на и пр о то на с E=1 э В для
                                                   о б а р ье р а , е сли V0=2 э В, l=1 A0.
                                              э то г
                          V0                                        E      E
                                              О тве т: D ~ 16  1 −  exp −
                                                                                      2                 
                        E                                                                2m(V0 − E ) l  ;
                                       x                           V0  V0         h                  
                                                                                       D=0,777; D = 3 ,6 ⋅ 10 −19 .
                              0             l
                       I              II        III

                            Ри с. 3. 5                    5. О пр е де ли ть ко э ф ф и ци е нт о тр а ж е ни я R ч а сти цы
                                                   о тпр ямо угольно г      о б а р ье р а (р и с. 3.5) для случ а я,
              ко гда э не р ги я ч а сти цы E > V0 (на дб а р ье р но е о тр а ж е ни е ).




PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com