المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية

Law 2: Definite Proportions
26-5-2019
الحاجات العاطفية للطفل
18-4-2016
الشيخ محمد بن حسين العاملي الجبعي
30-1-2018
Semantic relativity
2023-12-26
الشره والنهم لدى الأطفال
22/12/2022
تفسير {تنزل الملائكة والروح فيها بإذن ربهم من كل امر}
2024-09-10

The Infinite Potential Well  
  
2014   01:12 مساءً   date: 9-5-2017
Author : Donald A. Neamen
Book or Source : Semiconductor Physics and Devices
Page and Part : p 34


Read More
Date: 28-3-2021 2035
Date: 9-3-2016 1673
Date: 21-3-2021 1616

The Infinite Potential Well

The problem of a particle in the infinite potential well is a classic example of a bound particle. The potential V(x) as a function of position for this problem is shown in

Figure 1.1 Potential function of the infinite potential well.

Figure 1.1. The particle is assumed to exist in region I1 so the particle is contained within a finite region of space. The time-independent Schrodinger's wave equation is again given by Equation (1) as

(1)

where E is the total energy of the particle. If E is finite, the wave function must be zero, or ѱ(x) = 0, in both regions I and III. A particle cannot penetrate these infinite potential barriers, so the probability of finding the particle in regions I and III is zero.

The time-independent Schrodinger's wave equation in region II, where V = 0. Becomes

(2)

A particular form of solution to this equation 1s given by

(3)

where

(4)

One boundary condition is that the wave function ѱ(x) must be continuous so that

(5)

Applying the boundary condition at x = 0, we must have that A1 = 0. At x = a, we have

(6)

This equation is valid if Ka = nπ. where the parameter n is a positive integer, or n = 1,2,3. . . . . The parameter n is referred to as a quantum number. We can write

(7)

Negative values of n simply introduce a negative sign in the wave function and yield redundant solutions for the probability density function. Wc cannot physically distinguish any difference between +n and -n solutions. Because of this redundancy, negative values of n are not considered.

The coefficient A2 can be found from the normalization boundary condition that was give as  If we assume that the wave function solution ѱ(x) is a real function, then ѱ(x) = ѱ*(x). We have

(8)

Evaluating this integral gives

(9)

Finally. the time-independent wave solution is given by

(10)

This solution represents the electron in the infinite potential well and is a standing wave solution. The free electron was represented by a traveling wave. and now the bound particle is represented by a standing wave.

The parameter K in the wave solution was defined by Equations (4) and (7). Equating these two expressions for K. we obtain

(11)

The total energy can then be written as

(12)

For the particle in the infinite potential well. the wave function is now given by

(13)

where the constant K must have discrete values, implying that the total energy of the particle can only have discrete values. This result means that the energy of the particle is quantized. That is, the energy of the particle can only have particular discrete values. The quantization of the particle energy is contrary to results from classical physics, which would allow the particle to have continuous energy values. The discrete energies lead to quantum states that will be considered in more detail in this and later chapters. The quantization of the energy of a bound particle is an extremely important result.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.