العودة   منتدى لغة الروح > لغة الفيزياء > الفيزياء الحديثة

معادلة شرودينجر

Schrödinger Equation معادلة شرودينجر نعلم أن أي موجة تنتشر في اتجاه واحد x يمكن وصفها من خلال المعادلة التفاضلية التالية:

إضافة رد
 
LinkBack أدوات الموضوع انواع عرض الموضوع
#1 (permalink)  
قديم 08-04-2013, 07:16 AM
بحر العلوم غير متواجد حالياً
لوني المفضل Cadetblue
 رقم العضوية : 67
 تاريخ التسجيل : Aug 2013
 فترة الأقامة : 1480 يوم
 أخر زيارة : 09-24-2013 (11:25 AM)
 المشاركات : 61 [ + ]
 التقييم : 10
 معدل التقييم : بحر العلوم is on a distinguished road
بيانات اضافيه [ + ]
افتراضي معادلة شرودينجر




معادلة شرودينجر 1373795146831.gif
معادلة شرودينجر modernphysics.gif
Schrödinger Equation
معادلة شرودينجر
نعلم أن أي موجة تنتشر في اتجاه واحد x يمكن وصفها من خلال المعادلة التفاضلية التالية:
معادلة شرودينجر Luct_S1.gif (1)
حيث F تمثل الدالة الموجية التي تعتمد على المكان x والزمن t. والسرعة vph2 تمثل سرعة الموجة (phase speed), فإذا كنا نتحدث على موجة صوتية مثلاً تنتشر في الهواء فإن الدالة الموجية F هي مقدار التغير في التضاغط والتخلخل في جزيئات الهواء والسرعة vph هي سرعة الصوت في الهواء وإذا كانت موجة ضوء فإن الدالة الموجية F هي التغير في المجال الكهربي والمغناطيسي والسرعة هي سرعة الضوء.
في حالة وصف جسيم بدالة موجية فإن مربع الدالة الموجية يعبر عن احتمالية رصد الجسيم في الفراغ في وحدة الزمن. وسوف نرمز لهذه الدالة الموجية بالرمز Y.
وحيث أن الدالة الموجية متغيرة في كل من المكان والزمان لذا سنفترض أنها تأخذ الصورة التالية:
Y(x,t) = y(x) f(t) (2)
عند صياغة معادلة شرودنجر نفترض نظام مكون من جسيم يتحرك في بعد واحد x وينتشر كموجة وان هذا الجسيم يتفاعل مع ما يحيط به ومرتبط به من خلال دالة الجهد V وله طاقة كلية E ثابتة وسوف نفترض أن التردد معروف بدقة n=h/E لذا فإن الدالة f تكون دالة جيبية على النحو التالي:
f(t) = cos 2pn t (3)
بالتعويض في المعادلة (1) بالدالة الموجية في المعادلة (2) نحصل على
معادلة شرودينجر Luct_S2.gif
معادلة شرودينجر Luct_S3.gif
بالتعويض في المعادلة (1) نحصل على
معادلة شرودينجر Luct_S4.gif
معادلة شرودينجر Luct_S5.gif
معادلة شرودينجر Luct_S6.gif
معادلة شرودينجر Luct_S7.gif (4)
إذا كان الجسيم وكتلته m موجود في وسط له جهد V فتكون الطاقة الكلية E للجسيم والوسط هو مجموع طاقة الحركة Ek وطاقة الوضع الممثلة في الجهد V.
معادلة شرودينجر Luct_S8.gif
معادلة شرودينجر Luct_S9.gif (5)
بالتعويض في المعادلة (4) من المعادلة (5)
معادلة شرودينجر Luct_S10.gif (6)
وهذه معادلة شرودينجر في بعد واحد والتي تفترض أن الجسيم ينتشر على شكل موجة وتسمى بالمعادلة الموجية وحيث أن الجسيم يتفاعل مع المحيط الموجود به من خلال الجهد V.
باستخدام معادلة شرودينجر على جسيم مرتبط بجهد V أي أن القوة التي يؤثر بها الوسط على الجسيم المرتبط معروفة يمكن إيجاد الدالة الموجية ومستويات الطاقة المسموحة وكمية الحركة. وحيث أن مربع الدالة الموجية يعبر عن احتمالية تواجد الجسيم في مكان x في وحدة الزمن فإن الحل المقبول للدالة الموجية y يجب أن يحقق الشروط الحدية التي يفرضها الجهد V وهذه الشروط الحدية سوف تؤدي إلى تكميم الطاقة للجسيم أي أن تكون هناك قيم محدد فقط للطاقة مسموحة.
ولتوضيح هذا سوف نطبق معادلة شرودينجر على المثال السابق لجسيم في صندوق جهد لانهائي.
Particle in one dimensional potential well of infinite height
معادلة شرودينجر Luct_S1.jpg
من أسهل التطبيقات على معادلة شرودينجر هو حل مشكلة جسيم موجود داخل صندوق ذو بعد واحد L وجدار الصندوق تمثل جهد V لانهائي بحيث لا يمكن للجسيم ان يفلت من هذا الجهد وبالتالي فإن الجسيم سيحدد وجوده في المسافة بين x=0 و x=L. حيث يتحرك بحرية في هذا المدى بجهد يساوي صفر وتكون التصادمات بين الجسيم وجدار الصندوق هي تصادمات مرنة لا يفقد فيها الجسيم طاقة.

بالتعويض عن قيمة الجهد V=0 في معادلة شرودنجر نحصل على
معادلة شرودينجر Luct_S11.gif (7)
بإعادة ترتيب المعادلة على الشكل التالي:
معادلة شرودينجر Luct_S12.gif (8)
حيث أن
معادلة شرودينجر Luct_S13.gif
حيث أن الصندوق يمثل الجهد المطبق على الجسيم واعتبر أن جدار الصندوق ذات ارتفاع لانهائي بحيث لا يمكن للجسيم أن يتواجد خارج الصندوق لذا فإن الشروط الحدية هي:
V(x) = 0 for 0 < x < L
V(x) = ¥ for 0 > x < L
y(x) = 0 for 0 ³ x ³ L
والحل الذي يحقق المعادلة التفاضلية (7) يجب أن يكون متوافق مع الشروط الحدية السابقة أي أن
y(0) = 0 & y(L) = 0
والحل المناسب الذي يحقق تلك الشروط هو
y(x) = A sin Bx
نلاحظ أن الشرط y(0) = 0 محقق , ولكي يصبح الشرط الثاني y(L) = 0 محقق فإن BL=np حيث n عدد صحيح وبالتعويض عن B نحصل على
معادلة شرودينجر Luct_S14.gif


وعليه تكون الطاقة للجسيم داخل صندوق الجهد هو


معادلة شرودينجر Luct_S15.gif
وتكون الدالة الموجية له هي
معادلة شرودينجر Luct_S16.gif


وهذه نفس النتائج التي حصلنا عليها في السابق والتي توضح أن الطاقة المسموحة للجسيم مكممة


معادلة شرودينجر 1373795146942.gif

ساعد في نشر والارتقاء بنا عبر مشاركة رأيك في الفيس بوك







رد مع اقتباس
إضافة رد

مواقع النشر (المفضلة)

أدوات الموضوع
انواع عرض الموضوع

تعليمات المشاركة
لا تستطيع إضافة مواضيع جديدة
لا تستطيع الرد على المواضيع
لا تستطيع إرفاق ملفات
لا تستطيع تعديل مشاركاتك

BB code is متاحة
كود [IMG] متاحة
كود HTML معطلة
Trackbacks are متاحة
Pingbacks are متاحة
Refbacks are متاحة

الانتقال السريع

Facebook Comments by: ABDU_GO - شركة الإبداع الرقمية

الساعة الآن 10:42 PM.


Powered by vbulttin
Copyright ©2000 - 2017.


HêĽм √ 3.1 BY: ! ωαнαм ! © 2010

أن المنتدى غير مسئول عما يطرح فيه أفكار وهي تعبر عن آراء كاتبها

هذا الموقع يستعمل منتجات MARCO1

جميع الحقوق محفوظة لموقع لغة الروح |تصميم المتحدة لخدمات الانترنت


Search Engine Friendly URLs by vBSEO 3.6.1