Przejdź do treściPrzejdź do informacji o dostępności

Zadania dodatkowe

77.

Udowodnij, że jeśli niepewność pomiaru położenia cząstki jest rzędu długości fali de Broglie’a tej cząstki, to niepewność pomiaru jej pędu jest rzędu wartości samego pędu.

78.

Masę mezonu ρρ \rho wyznaczono na równą 770⁢MeV∕c2770⁢MeV∕c2 \SI{770}{\mega\electronvolt}/c^2 z niepewnością równą 100⁢MeV∕c2100⁢MeV∕c2 \SI{100}{\mega\electronvolt}/c^2. Oszacuj czas życia tego mezonu.

79.

Cząstka o masie mm jest uwięziona w pudełku o szerokości LL. Jakie jest prawdopodobieństwo znalezienia cząstki w obszarze o szerokości 0,02⁢L0,02⁢L \num{0,02}L wokół danego punktu xx, jeśli cząstka znajduje się w pierwszym stanie wzbudzonym?

  1. x=0,25⁢Lx=0,25⁢L x=\num{0,25}L;
  2. x=0,4⁢Lx=0,4⁢L x=\num{0,4}L;
  3. x=0,75⁢Lx=0,75⁢L x=\num{0,75}L;
  4. x=0,9⁢Lx=0,9⁢L x=\num{0,9}L.
80.

Cząstka w pudełku 0L0L [0; L] znajduje się w trzecim stanie wzbudzonym. Jakie są jej najbardziej prawdopodobne położenia?

81.

Kula bilardowa o masie 0,2⁢kg0,2⁢kg \SI{0,2}{\kilo\gram} odbija się od naprzeciwległych ścian 1,51,5 \num{1,5}-metrowego stołu bez strat energii.

  1. Jeśli bila znajduje się w stanie podstawowym, to ile lat potrzebuje na dotarcie od jednej ściany do drugiej? Możesz porównać wynik z wiekiem Wszechświata?
  2. Ile energii należy dostarczyć bili, aby przeszła ona ze stanu podstawowego do pierwszego stanu wzbudzonego? Porównaj to z energią kinetyczną tej bili, poruszającej się z prędkością 2⁢m∕s2⁢m∕s \SI{2}{\metre\per\second}.
82.

Oblicz wartość oczekiwaną kwadratu położenia cząstki uwięzionej w pudełku o szerokości LL i znajdującej się w trzecim stanie wzbudzonym.

83.

Rozważ nieskończoną prostokątną studnię potencjału o ścianach x=0x=0 i x=Lx=L x=L. Udowodnij, że funkcja ψ⁡x=A⁢sink⁢xψ⁡x=A⁢sink⁢x \psi\apply(x)=A\sin(kx) spełnia stacjonarne równanie Schrödingera dla cząstki w pudełku, tylko jeśli k=2⁢m⁢E∕ℏk=2⁢m⁢E∕ℏ k=\sqrt{2mE}/\hbar. Wyjaśnij też, dlaczego ta funkcja może być funkcją falową tylko wtedy, gdy kk jest całkowitą wielokrotnością π∕Lπ∕L \pi/L.

84.

Rozważ nieskończoną prostokątną studnię potencjału o ścianach x=0x=0 i x=Lx=L x=L. Wyjaśnij, dlaczego funkcja ψ⁡x=A⁢cosk⁢xψ⁡x=A⁢cosk⁢x \psi\apply(x)=A\cos(kx) nie jest rozwiązaniem stacjonarnego równania Schrödingera dla cząstki w pudełku.

85.

Atomy w sieci krystalicznej drgają prostym ruchem harmonicznym. Ile wynosi stała sprężystości sieci krystalicznej przy założeniu, że atom w sieci ma masę 9,4⋅10-26⁢kg9,4⋅10-26⁢kg \SI{9,4e-26}{\kilo\gram} i przechodzi ze stanu podstawowego do pierwszego stanu wzbudzonego po absorpcji fotonu o długości fali 525⁢µm525⁢µm \SI{525}{\micro\metre}?

86.

Cząsteczka dwuatomowa zachowuje się jak kwantowy oscylator harmoniczny o stałej sprężystości 12⁢N∕m12⁢N∕m \SI{12}{\newton\per\metre} i masie 5,6⋅10-26⁢kg5,6⋅10-26⁢kg \SI{5,6e-26}{\kilo\gram}.

  1. Jaka jest długość fali fotonu wyemitowanego przy przejściu tej cząsteczki z trzeciego stanu wzbudzonego do drugiego stanu wzbudzonego?
  2. Oblicz wartość energii poziomu podstawowego dla tej drgającej cząsteczki dwuatomowej.
87.

Elektron o energii kinetycznej 2⁢MeV2⁢MeV \SI{2}{\mega\electronvolt} natrafia na barierę potencjału o wysokości 16⁢MeV16⁢MeV \SI{16}{\mega\electronvolt} i szerokości 2⁢nm2⁢nm \SI{2}{\nano\metre}. Jakie jest prawdopodobieństwo tunelowania elektronu przez tę barierę?

88.

Wiązka protonów o energii kinetycznej 2⁢MeV2⁢MeV \SI{2}{\mega\electronvolt} każdy pada na barierę potencjału o wysokości 20⁢MeV20⁢MeV \SI{20}{\mega\electronvolt} i szerokości 1,5⁢fm1,5⁢fm \SI{1,5}{\femto\metre}. Jaki procent tej wiązki przetuneluje na drugą stronę bariery?

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.