求一维无限深势阱处在激发态时几率最大的位置怎么求解

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问题描述:

一维无限深势阱的势能函数

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2023-10-23 17:53:05

基本的方法是,求出几率密度w=ψ*ψ,然后求满足dw/dx=0和d²w/dx²<0这两个式子的位置x,就是几率极大的位置,比较这些极大值,最大的那个极大值自然是几率最大值,相应的位置就是你要求的几率最大的位置,具体这样来做:设一维无限深势阱是这样的:U(x)=0,|x|<a,U(x)=∞,|x|≥a,那么,波函数ψn=Asin[(nπ/2a)(x+a)],|x|<a,ψn=0,|x|≥a,其中A=1/(2)^(1/2),n=1,2,3,...w=ψ*ψ=(1/a)sin²[(nπ/2a)(x+a)],从这个函数的形式来看,我们可以断定极大值都是1/a,这样,最大值也是1/a,dw/dx=(nπ/2a²)sin[(nπ/a)(x+a)]=0,求得x=(m)a-a,m=0,±1,±2,±3,...d²w/dx²=(n²π²/2a³)cos[(nπ/a)(x+a)]<0,这要求(2kπ+π/2)<(nπ/a)(x+a)<(2kπ+3π/2),k=0,±1,±2,±3,...把x=(m)a-a代入这两个不等式,求得2k+1/2<m<

2k+3/2,可以看出,满足这个条件的m是±1,±3,±5,...都是奇数,所以,一维无限深势阱处在激发态时几率最大的位置为x=(m)a-a,m=±1,±3,±5,...(都是奇数).

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