Trabajar con tres dimensiones potenciales rectangulares

Este artículo echa un vistazo a un potencial 3D que forma una caja, como se ve en la siguiente figura. Quiere recibir las funciones de onda y los niveles de energía aquí.

Un potencial de caja en 3D.
Un potencial de caja en 3D.

Dentro de la caja, decir que V (X, y, z) = 0, y el borde del área, decir que

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Así que tienes lo siguiente:

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Dividiendo V (X, y, z) En VX(X), Vy(y), Y Vz(z) te dio

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Está bien, porque el potencial tiende a infinito en las paredes de la caja, la función de onda,

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debe ir a cero en las paredes, por lo que es su restricción. En 3D, el Schr # 246-dinger ecuación tiene este aspecto en tres dimensiones:

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Escribiendo esto le da lo siguiente:

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Tome esta dimensión por dimensión. Debido a que el potencial es separable, puede escribir

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Dentro de la caja, el potencial es igual a cero, por lo que el Schr # 246-dinger ecuación tiene este aspecto para X, y, y z:

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El siguiente paso es volver a escribir estas ecuaciones en términos del número de onda, k. Porque

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usted puede escribir las ecuaciones Schr # 246-Dinger para X, y, y z como las siguientes ecuaciones:

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Empieza por tomar un vistazo a la ecuación para X. Ahora usted tiene algo con qué trabajar - una ecuación diferencial de segundo orden,

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Estas son las dos soluciones independientes a esta ecuación, donde A y B son aún por determinar:

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Así que la solución general de

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es la suma de las dos últimas ecuaciones:

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