Przejdź do treściPrzejdź do informacji o dostępności

Pytania

7.1 Funkcje falowe

1.

Jaka jest jednostka fizyczna funkcji falowej Ψ⁡xtΨ⁡xt \Psi\apply(x,t)? Jaka jest jednostka fizyczna kwadratu modułu tej funkcji falowej?

2.

Czy kwadrat modułu funkcji falowej (Ψ*⁡xt⁢Ψ⁡xtΨ*⁡xt⁢Ψ⁡xt \Psi ^ {\text{*}} \apply(x,t) \Psi\apply (x,t)) może być liczbą ujemną? Wyjaśnij.

3.

Jaką wielkość fizyczną reprezentuje funkcja falowa elektronu?

4.

Jakie jest fizyczne znaczenie funkcji falowej cząstki?

5.

Jakie jest znaczenie wyrażenia „wartość oczekiwana”? Wyjaśnij.

7.2 Zasada nieoznaczoności Heisenberga

6.

Jeśli formalizm mechaniki kwantowej jest dokładniejszy od mechaniki klasycznej, to dlaczego nie używamy mechaniki kwantowej do opisu ruchu skaczącej żaby? Wyjaśnij.

7.

Czy długość fali de Broglie’a cząstki może być znana dokładnie? Czy położenie takiej cząstki może być wyznaczone precyzyjnie?

8.

Czy możemy zmierzyć energię cząstki swobodnej z dowolną dokładnością?

9.

Czy możemy zmierzyć zarówno pozycję, jak i pęd cząstki z dowolną dokładnością?

7.3 Równanie Schrӧdingera

10.

Jaka jest różnica między funkcją falową ψ ⁡ x y z ψ ⁡ x y z \psi\apply(x,y,z) a funkcją falową Ψ ⁡ x y z t Ψ ⁡ x y z t \mathrm{Ψ}\apply(x,y,z,t) dla tej samej cząstki?

11.

Czy jeśli cząstka kwantowa znajduje się w stanie stacjonarnym, to oznacza, że się nie porusza?

12.

Wyjaśnij różnicę pomiędzy równaniami Schrӧdingera zależnym od czasu i niezależnym od czasu.

13.

Załóżmy, że funkcja falowa jest nieciągła w którymś punkcie i ciągła poza nim. Czy taka funkcja może reprezentować stan kwantowy jakiejś cząsteczki fizycznej? Dlaczego? Dlaczego nie?

7.4 Cząstka kwantowa w pudełku

14.

Używając modelu cząstki kwantowej w pudełku, wyjaśnij, jak dostępne poziomy energetyczne cząstki powiązane są z rozmiarami pudełka.

15.

Czy jest możliwe, żeby pomiar energii cząstki kwantowej w pudełku dał wynik niższy niż wartość energii stanu podstawowego? Jaka jest najwyższa wartość energii tej cząstki, jaką można zmierzyć?

16.

Dla cząstki kwantowej w pudełku pierwszym stanem wzbudzonym jest stan Ψ 2 ⁡ x t Ψ 2 ⁡ x t \mathrm{Ψ}_2\apply(x,t) . Ma on wartość zerową dokładnie w środku pudełka, więc prawdopodobieństwo znalezienia w tym miejscu cząstki jest równe zeru. Wyjaśnij, co jest niepoprawnego w następującym rozumowaniu: „Jeśli prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w punkcie środkowym pudełka wynosi zero, to cząstka nigdy nie znajduje się w tym punkcie? Jak w takim razie jest możliwe, że cząstka przechodzi przez ten punkt, przemieszczając się z lewej strony pudełka na prawą?”.

7.5 Kwantowy oscylator harmoniczny

17.

Czy możliwe jest zmierzenie wartości energii kwantowego oscylatora harmonicznego 0,75 ⁢ ℏ ⁢ ω 0,75 ⁢ ℏ ⁢ ω \num{0,75} \hbar \omega ? Dlaczego? Dlaczego nie? Wyjaśnij.

18.

Wyjaśnij związek między hipotezą Plancka o skwantowaniu energii a energią kwantowego oscylatora harmonicznego.

19.

Jeśli klasyczny oscylator harmoniczny może znajdować się w stanie spoczynku, to dlaczego kwantowy oscylator harmoniczny nigdy go nie osiąga? Czy ten fakt narusza zasadę korespondencji Bohra?

20.

Używając modelu cząstki kwantowej w pudełku lub modelu oscylatora kwantowego, wyjaśnij znaczenie fizyczne zasady korespondencji Bohra.

21.

Czy możemy jednocześnie zmierzyć położenie i energię oscylatora kwantowego? Dlaczego? Dlaczego nie?

7.6 Tunelowanie cząstek przez bariery potencjału

22.

Jeżeli elektron i proton o tej samej energii kinetycznej napotkają barierę potencjału o tej samej szerokości i wysokości, to który z nich łatwiej przez nią przetuneluje? Dlaczego?

23.

Co bardziej zmniejsza prawdopodobieństwo tunelowania kwantowego: dwukrotne zwiększenie wysokości bariery czy dwukrotne zmniejszenie energii kinetycznej cząstki?

24.

Wyjaśnij różnicę pomiędzy potencjałem cząstki w pudle potencjału a potencjałem kropki kwantowej.

25.

Czy cząstka kwantowa może uciec z nieskończonej studni potencjału, takiej jak w pudełku? Dlaczego? Dlaczego nie?

26.

Dioda tunelowa i dioda rezonansowo-tunelowa: działanie obydwu opiera się na tej samej zasadzie fizycznej tunelowania kwantowego. Jaka jest istotna różnica między nimi?

Cytowanie i udostępnianie
Ponowne wykorzystanie i redystrybucja tej treści w formacie cyfrowym lub drukowanym:
  • Ten podręcznik nie może być wykorzystywany do trenowania dużych modeli językowych ani w żaden inny sposób przetwarzany przez duże modele językowe lub rozwiązania generatywnej sztucznej inteligencji bez uprzedniej pisemnej zgody OpenStax Poland.
  • Ten podręcznik jest wydany na licencji Uznanie autorstwa (CC BY), co oznacza, że możesz ponownie wykorzystywać i modyfikować materiał wyłącznie w celach niekomercyjnych, musisz uznać autorstwo OpenStax Poland oraz musisz rozpowszechniać wszelkie utwory zależne na tej samej licencji.
  • Jakikolwiek komercyjny druk tego podręcznika, w tym z wykorzystaniem lokalnej lub niestandardowej drukarni, wymaga zgody OpenStax Poland oraz podania odpowiedniego cytowania.
  • Obrazy, aktywności, testy i podobne elementy tego podręcznika objęte prawami autorskimi OpenStax Poland podlegają tej samej licencji – CC-BY-NC-SA. Mogą być wykorzystywane w celach niekomercyjnych z uznaniem autorstwa. Użycie komercyjne wymaga zgody.
  • Prośby o zgodę: Każdy, kto zamierza włączyć tę treść (w tym tekst, obrazy i inne elementy) do dużych modeli językowych, wykorzystać ją w rozwiązaniach opartych na sztucznej inteligencji, użyć jej komercyjnie (w tym w druku) i/lub ma pytania dotyczące innego przypadku użycia, może skorzystać z naszego formularza wniosku o ponowne wykorzystanie.
Cytowanie i udostępnienia
  • Jeśli rozpowszechniasz tę książkę w formie drukowanej w celach niekomercyjnych, umieść na każdej jej kartce informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
  • Jeśli rozpowszechniasz całą książkę lub jej fragment w formacie cyfrowym w celach niekomercyjnych, dla każdej strony zawierającej treści OpenStax musisz udostępnić utwór zależny na tej samej licencji CC-BY-NC-SA co oryginał oraz na każdym widoku strony umieścić informację:
    Treści dostępne za darmo na https://openstax.org/books/fizyka-dla-szk%C3%B3%C5%82-wy%C5%BCszych-tom-3/pages/1-wstep
Cytowanie

Poniższe informacje zawierają dane potrzebne do utworzenia cytowania w większości głównych stylów (APA, MLA itp.); musisz przeformatować i zorganizować te informacje zgodnie z wymaganiami danego stylu. Jeśli chcesz zacytować tę książkę, skorzystaj z dostępnych narzędzi do tworzenia wpisów bibliograficznych, jak np.: ten.

© 21 wrz 2022 OpenStax Poland. Treść książki została wytworzona przez OpenStax na licencji Uznanie autorstwa (CC BY). Nazwa OpenStax Poland i OpenStax, logo OpenStax Poland i OpenStax, okładki OpenStax Poland iOpenStax, nazwa OpenStax CNX oraz OpenStax CNX logo, jak również nazwa i logo Rice University oraz powiązane znaki towarowe i słowne, nie podlegają licencji Creative Commons i wykorzystanie ich jest dozwolone wyłącznie na mocy uprzedniego pisemnego upoważnienia przez Rice University.