บทที่ 19 · ฟิสิกส์อะตอมและควอนตัมฟิสิกส์
Problem 19.85 Challenge
หัวข้อ: สมการชเรอดิงเงอร์ (The Schrödinger Equation)
อนุภาคมวล m ในกล่อง 1 มิติโดยมีขอบกล่องอยู่ที่ตำแหน่ง x = -L และ x = L จงหาฟังก์ชันคลื่นและพลังงานของอนุภาคดังกล่าวที่สถานะกระตุ้นที่ 1?
คำตอบ
\(E_{2}=\frac{h^{2}}{8mL^{2}}\;\blacksquare\)
\(E_{2}=\frac{h^{2}}{8mL^{2}}\;\blacksquare\)
ดูวิธีทำ
จากขอบกล่องอยู่ที่ \(x = -L\) และ \(x = L\)
จะได้ \(x_{0} = 0\) และ ความกว้างของกล่อง \(= 2L\)
จากสถานะกระตุ้นที่ \(1\) จะได้ \(n = 2\)
\(\therefore \Psi (x) =\sqrt{\frac{2}{L}}\sin (n\pi (x-x_{0}+L)\)
\(L2\)
\(\Psi (x) =\sqrt{\frac{2}{2L}}\sin (2\pi (x-0+2L)\)
\(2L2\)
\(\Psi (x) =\frac{1}{L}\sin (\frac{\pi}{L}(x + L))\)
\(\Psi (x) =\frac{1}{L}\sin (\frac{\pi x}{L}+ \pi )\)
\(\Psi (x) = -\frac{1}{L}\sin (\frac{\pi x}{L})\;\blacksquare\)
จาก \(E_{n}=\frac{n^{2}h^{2}}{8mL^{2}}\)
\(E_{2}=\frac{2^{2}h^{2}}{8m(2L)^{2}}\)
\(E_{2}=\frac{h^{2}}{8mL^{2}}\;\blacksquare\)