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 :

Triplet Square Well

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

المصدر:  A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS

الجزء والصفحة:  part 2 , p 61

23-8-2016

1140

Triplet Square Well

Consider a two-electron system in one dimension, where both electrons have spins aligned in the same direction (say, up). They interact only through the attractive square well in relative coordinates

(i)

What is the lowest energy of the two-electron state? Assume the total momentum is zero.

SOLUTION

Since the two spins are parallel, they are in a spin triplet state with S = 1 and M = ±1. The spin eigenfunction has even parity. The two-electron wave function is written as an orbital part ѱ(x1, x2) times the spin part. The total wave function must have odd parity. Since the spin has even parity, the orbital part must have odd parity: ѱ(x1, x2) = - ѱ(x1, x2). Since the interaction potential acts only between the electrons, it is natural to write the orbital part in center-of-mass coordinates, where X = (x1 + x2)/2 and x = x1x2.

(1)

The problem stated that the total momentum was zero, so set k = 0. We must now determine the form for the relative eigenfunction ѱ(x). It obeys the Schrodinger equation with the reduced mass μ = m/2, where m is the electron mass:

(2)

We have reduced the problem to solving the bound state of a “particle” in a box. Here the “particle” is the relative motion of two electrons. However, since the orbital part of the wave function must have odd parity, we need to find the lowest energy state which is antisymmetric, ѱ(-x) = -ѱ(x).

Bound states have E = -EB where the binding energy EB > 0. Define two wave vectors: α2 = 2μ E­­B/h2 for outside the box, |x| > a, and k = 2μ (V0 - E­­B)/h2 when the particle is in the box, |x| < a. The lowest antisymmetric wave function is

(3)

We match the wave function and its derivative at one edge, say x = a, which gives two equations:

(4)

(5)

We divide these two equations, which eliminates the constants A and B. The remaining equation is the eigenvalue equation for α:

(6)

(7)

(8)

Since α and k are both positive, the cotangent of ka must be negative, which requires that ka > π/2. This imposes a constraint for the existence of any antisymmetric bound state:

(9)

Any attractive square well has a bound state which is symmetric, but the above condition is required for the antisymmetric bound state.

EN

تصفح الموقع بالشكل العمودي