1

المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الفيزياء

علماء الفيزياء

الفيزياء الكلاسيكية

الميكانيك

الديناميكا الحرارية

الكهربائية والمغناطيسية

الكهربائية

المغناطيسية

الكهرومغناطيسية

علم البصريات

تاريخ علم البصريات

الضوء

مواضيع عامة في علم البصريات

الصوت

الفيزياء الحديثة

النظرية النسبية

النظرية النسبية الخاصة

النظرية النسبية العامة

مواضيع عامة في النظرية النسبية

ميكانيكا الكم

الفيزياء الذرية

الفيزياء الجزيئية

الفيزياء النووية

مواضيع عامة في الفيزياء النووية

النشاط الاشعاعي

فيزياء الحالة الصلبة

الموصلات

أشباه الموصلات

العوازل

مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة

فيزياء الجوامد

الليزر

أنواع الليزر

بعض تطبيقات الليزر

مواضيع عامة في الليزر

علم الفلك

تاريخ وعلماء علم الفلك

الثقوب السوداء

المجموعة الشمسية

الشمس

كوكب عطارد

كوكب الزهرة

كوكب الأرض

كوكب المريخ

كوكب المشتري

كوكب زحل

كوكب أورانوس

كوكب نبتون

كوكب بلوتو

القمر

كواكب ومواضيع اخرى

مواضيع عامة في علم الفلك

النجوم

البلازما

الألكترونيات

خواص المادة

الطاقة البديلة

الطاقة الشمسية

مواضيع عامة في الطاقة البديلة

المد والجزر

فيزياء الجسيمات

الفيزياء والعلوم الأخرى

الفيزياء الكيميائية

الفيزياء الرياضية

الفيزياء الحيوية

الفيزياء العامة

مواضيع عامة في الفيزياء

تجارب فيزيائية

مصطلحات وتعاريف فيزيائية

وحدات القياس الفيزيائية

طرائف الفيزياء

مواضيع اخرى

علم الفيزياء : مواضيع عامة في الفيزياء : مواضيع اخرى :

Switched-on Field

المؤلف:  Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny

المصدر:  A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS

الجزء والصفحة:  part 2 , p 59

22-8-2016

1260

Switched-on Field

Consider a simple harmonic oscillator in one dimension with the usual Hamiltonian

(i)

a) The eigenfunction of the ground state can be written as

(ii)

Determine the constants N and α.

b) What is the eigenvalue of the ground state?

c) At time t = 0, an electric field |E| is switched on, adding a perturbation of the form H' = e|E|x. What is the new ground state energy?

d) Assuming that the field is switched on in a time much faster than 1/ω, what is the probability that the particle stays in the ground state?

SOLUTION

a) Operate on the eigenfunction by the kinetic energy term in the Hamiltonian:

(1)

Consider the factor 1 - α2x2; the 1 must give the α2x2 eigenvalue and must cancel the potential energy. These two constraints give the identities

(2)

(3)

The normalization constant N is determined by

(4)

(5)

b) The solution is given above: E0 = hω/2.

c) After the perturbation e|E|x is added, the Hamiltonian can be solved exactly by completing the square on the x-variable:

(6)

where the displacement ξ0 = e|E|/mω2. The new ground state energy and eigenfunction are

(7)

(8)

The harmonic oscillator vibrates about the new equilibrium point –ξ0 with the same frequency ω as before. The constants N and α are unchanged by

d) To find the probability that a particle, initially in the ground state, remains in the ground state after switching on the potential, we employ the sudden approximation. Here we just evaluate the overlap integral of the two eigenfunctions, and the probability is the square of this overlap:

(9)

(10)

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي