В потенциальном ящике шириной l находится электрон на третьем энергетическом уровне. Определить, в каких точках интервала 0 < х < l плотность вероятности нахождения электрона равна нулю. Определить плотность вероятности нахождения электрона на участке интервала l/3< х <2l/3
Для нахождения точек, в которых плотность вероятности равна нулю, нужно рассмотреть волновую функцию электрона на третьем энергетическом уровне в потенциальном ящике шириной l. Пусть данная функция задается выражением:
Ψxxx = Acos3πx/l3πx/l3πx/l
где A - нормировочный коэффициент, l - ширина ящика.
Плотность вероятности нахождения электрона в точке x определяется как модуль квадрата волновой функции: Pxxx = |Ψxxx|^2 = A^2cos^23πx/l3πx/l3πx/l.
Для нахождения точек, в которых плотность вероятности равна нулю, решим уравнение cos^23πx/l3πx/l3πx/l = 0:
cos^23πx/l3πx/l3πx/l = 0
cos3πx/l3πx/l3πx/l = 0
3πx/l = π/2 + πk, где k - целое число
x = l/6 + l/2k
Таким образом, плотность вероятности равна нулю в точках x = l/6, x = l/2, x = 5l/6 и т.д.
Для нахождения плотности вероятности на участке интервала l/3 < x < 2l/3, интегрируем модуль квадрата волновой функции на этом участке:
P = ∫l/3l/3l/3^2l/32l/32l/3 A^2cos^23πx/l3πx/l3πx/l dx
После выполнения интегрирования получим плотность вероятности на указанном участке интервала.
Для нахождения точек, в которых плотность вероятности равна нулю, нужно рассмотреть волновую функцию электрона на третьем энергетическом уровне в потенциальном ящике шириной l. Пусть данная функция задается выражением:
Ψxxx = Acos3πx/l3πx/l3πx/l
где A - нормировочный коэффициент, l - ширина ящика.
Плотность вероятности нахождения электрона в точке x определяется как модуль квадрата волновой функции: Pxxx = |Ψxxx|^2 = A^2cos^23πx/l3πx/l3πx/l.
Для нахождения точек, в которых плотность вероятности равна нулю, решим уравнение cos^23πx/l3πx/l3πx/l = 0:
cos^23πx/l3πx/l3πx/l = 0
cos3πx/l3πx/l3πx/l = 0
3πx/l = π/2 + πk, где k - целое число
x = l/6 + l/2k
Таким образом, плотность вероятности равна нулю в точках x = l/6, x = l/2, x = 5l/6 и т.д.
Для нахождения плотности вероятности на участке интервала l/3 < x < 2l/3, интегрируем модуль квадрата волновой функции на этом участке:
P = ∫l/3l/3l/3^2l/32l/32l/3 A^2cos^23πx/l3πx/l3πx/l dx
После выполнения интегрирования получим плотность вероятности на указанном участке интервала.