(ik)exp(ikx) E = (1/2) hω/2+(1/4) 3 hω/2+(1/6) 5 hω/2+(1/12) 7 hω/2 = 32 hω/24 = 4 hω/3.

Like dokumenter
FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk Eksamen 2. juni 2016 OPPGAVER MED LØSNINGSFORSLAG. I. FLERVALGSOPPGAVER (Teller 2.

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk Eksamen 2. juni 2016 Side 1 av 8

A) λ < 434 nm B) λ < 534 nm C) λ < 634 nm D) λ < 734 nm E) λ < 834 nm

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk Eksamen 9. august 2016 Side 1 av 9

TFY4215/FY1006 Innføring i kvantefysikk Eksamen 10. juni 2017 Side 1 av 8

Løsningsforslag Eksamen 5. august 2009 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Eksamen 11. august 2010 FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk

TFY Løsning øving 5 1 LØSNING ØVING 5. Krumning og stykkevis konstante potensialer

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk 26. mai 2016 Side 1 av 3

TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Løsning øving 1 1 LØSNING ØVING 1

Løsningsforslag Eksamen 1.juni 2004 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Konte-eksamen 2. august 2003 SIF4048 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

B.1 Generelle egenskaper til energiegenfunksjoner

Løsningsforslag Eksamen 20. desember 2012 FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I

Løsningsforslag Eksamen 26. mai 2006 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Eksamen 7. august 2006 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Eksamen 16. august 2008 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Eksamen 13. august 2011 FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk

Løsningsforslag Eksamen 14.desember 2011 FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I

Løsningsforslag Eksamen 28. mai 2003 SIF4048 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Løsningsforslag Eksamen 27. mai 2011 FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk

TFY Løsning øving 7 1 LØSNING ØVING 7. 3-dimensjonal isotrop harmonisk oscillator

Løsningsforslag FY6019 Moderne fysikk kl fredag 12. juni 2015

Løsningsforslag Eksamen 27. mai 2005 FY2045 Kvantefysikk

FY2045 Kvantefysikk Løsningsforslag Eksamen 2. juni 2008

FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, øving 5 1 LØSNING ØVING 5. Kvantekraft. L x. L 2 x. = A sin n xπx. sin n yπy. 2 y + 2.

FY6019 Moderne fysikk. Institutt for fysikk, NTNU. Våren Løsningsforslag til øving 4. 2 h

Eksamen FY1006/TFY mai løsningsforslag 1

Løsningsforslag Eksamen 8. august 2009 TFY4250 Atom- og molekylfysikk

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Øving 1 1 ØVING 1. En liten briefing om forventningsverdier, usikkerheter osv

TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Øving 2 1 ØVING 2. Krumningsegenskaper for endimensjonale energiegenfunksjoner

FY1006/TFY Løsning øving 9 1 LØSNING ØVING 9

EKSAMEN I FY2045 KVANTEFYSIKK Mandag 2. juni 2008 kl

FY1006/TFY Løsning øving 3 1 LØSNING ØVING 3. Ikke-stasjonær bokstilstand

Løsningsforslag Eksamen 4. august 2008 TFY4250 Atom- og molekylfysikk

EKSAMEN I TFY4250 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK Lørdag 8. august 2009 kl

Løsningsforslag Eksamen 26. mai 2008 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Eksamen i fag FY1004 Innføring i kvantemekanikk Tirsdag 22. mai 2007 Tid:

Løysingsframlegg øving 1

FY1006/TFY Øving 3 1 ØVING 3. Gjør unna så mye du kan av dette før veiledningstimene, slik at disse kan brukes på utfordringene i denne øvingen.

Løsningsforslag Eksamen 1. desember 2009 TFY4250/FY2045

FY1006/TFY Øving 7 1 ØVING 7

EKSAMEN I TFY4250 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK Onsdag 8. august 2007 kl

Løsningsforslag Eksamen 12. august 2004 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

TFY4215_S2018_Forside

TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk - Øving 1 1 ØVING 1. En liten briefing om forventningsverdier, usikkerheter osv

LØSNING ØVING 2. Løsning oppgave 5. TFY4215 Innføring i kvantefysikk - Løsning øving 2 1

En samling av mer eller mindre relevante formler (uten nærmere forklaring) er gitt til slutt i oppgavesettet.

FY juni 2015 Side 1 av 6

TFY Øving 7 1 ØVING 7. 3-dimensjonal isotrop harmonisk oscillator

Oppgave 1 (Teller 34 %) BOKMÅL Side 1 av 5. NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Institutt for fysikk

NORSK TEKST Side 1 av 4. Faglig kontakt under eksamen: Ingjald Øverbø, tlf , eller

EKSAMEN I FY2045 KVANTEMEKANIKK I/ TFY4250 KVANTEMEKANIKK I Tirsdag 10. august 2010 kl

Oppgave 1. NORSK TEKST Side 1 av 4. NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Institutt for fysikk

Løsningsforslag Eksamen 1. desember 2008 TFY4250 Atom- og molekylfysikk/fy2045 Kvantefysikk

Løsningsforslag Eksamen 9. desember 2006 TFY4250 Atom- og molekylfysikk /FY2045 Kvantefysikk

EKSAMEN I FY1006 INNFØRING I KVANTEFYSIKK/ TFY4215 INNFØRING I KVANTEFYSIKK Onsdag 11. august 2010 kl

Løsningsforslag Eksamen 29. mai 2010 FY1006 Innføring i kvantefysikk/tfy4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

TFY Løsning øving 6 1 LØSNING ØVING 6. Grunntilstanden i hydrogenlignende atom

Løsningsforslag Konte-eksamen 13. august 2002 SIF4048 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

Figur 1: Skisse av Franck-Hertz eksperimentet. Hentet fra Wikimedia Commons.

EKSAMEN I TFY4215 KJEMISK FYSIKK OG KVANTEMEKANIKK onsdag 5. august 2009 kl

EKSAMEN I TFY4250 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK Fredag 19. august 2005 kl

Løsningsforslag Eksamen 6. juni 2007 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

EKSAMEN I TFY4215 KJEMISK FYSIKK OG KVANTEMEKANIKK Torsdag 12. august 2004 kl

A.5 Stasjonære og ikke-stasjonære tilstander

TFY Løsning øving 4 1 LØSNING ØVING 4. Vibrerende to-partikkelsystem

Løsningsforslag Eksamen 8. august 2011 FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I

Faglig kontakt under eksamen: Ingjald Øverbø, tlf , eller

Løsningsforslag Eksamen 26. mai 2008 TFY4215 Kjemisk fysikk og kvantemekanikk

EKSAMEN I SIF4048 KJEMISK FYSIKK OG KVANTEMEKANIKK Tirsdag 13. august 2002 kl

EKSAMEN I SIF4018 MATEMATISK FYSIKK mandag 28. mai 2001 kl

FY1006/TFY Løysing øving 5 1 LØYSING ØVING 5. Krumning og stykkevis konstante potensial

Oppgave 2 Vi ser på et éndimensjonalt system hvor en av de stasjonære tilstandene ψ(x) er gitt som { 0 for x < 0, ψ(x) = Ne ax (1 e ax (1)

FY1006/TFY Løsning øving 8 1 LØSNING ØVING 8. a. (a1): Ved kontroll av egenverdiene kan vi se bort fra normeringsfaktorene.

Institutt for fysikk. Eksamensoppgave i TFY4215 Innføring i kvantefysikk

BOKMÅL Side 1 av 6. En partikkel med masse m beveger seg i det endimensjonale brønnpotensialet V 1 = h 2 /(2ma 2 0) for x < 0,

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Løsningsforslag Eksamen 31. mai 2012 FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk

Løsningsforslag Eksamen 4. desember 2007 TFY4250 Atom- og molekylfysikk/fy2045 Kvantefysikk

Institutt for fysikk. Eksamen i TFY4215 Innføring i kvantefysikk

EKSAMENSOPPGAVE. Tillatte hjelpemidler: K. Rottmann: Matematisk Formelsamling Lommekalkulator med tomt minne

2. Postulatene og et enkelt eksempel

EKSAMEN I FY2045 KVANTEFYSIKK Onsdag 30. mai 2007 kl

Eksamen i fag FY1004 Innføring i kvantemekanikk Fredag 30. mai 2008 Tid: a 0 = 4πǫ 0 h 2 /(e 2 m e ) = 5, m

EKSAMEN I TFY4250 ATOM- OG MOLEKYLFYSIKK FY2045 KVANTEFYSIKK Tirsdag 1. desember 2009 kl

NORSK TEKST Side 1 av 5

(θ,φ) er de sfæriske harmoniske. Disse løsningene har energiene 1. = nm, (4) x = rsinθcosφ, (6) y = rsinθsinφ, (7) z = rcosθ, (8) 1 r 2 sinθ

Faglig kontakt under eksamen: Ingjald Øverbø, tlf , eller

ψ(x) 2 dx = 1. (3) For det siste integralet har vi brukt fra Rottmann at

Eksamen FY1004 Innføring i kvantemekanikk Tirsdag 22. mai 2007 Løsninger

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk, - Ekstraøving 2 1. Ekstraøving 2. = 1 2 (3n2 l 2 l), = 1 n 2, 1 n 3 (l ), 1 n 3 l(l + 1.

FY2045/TFY4250 Kvantemekanikk I, øving 6 1 ØVING 6. Fermi-impulser og -energier

Løsningsforslag for FYS2140 Kvantemekanikk, Tirsdag 29. mai 2018

Løsningsforslag Eksamen 19. august 2005 TFY4250 Atom- og molekylfysikk

LØSNING EKSTRAØVING 2

UNIVERSITETET I OSLO

3. Noen endimensjonale potensialer

Transkript:

FY1006/TFY4215 Innføring i kvantefysikk Eksamen 2. juni 2016 LØSNINGSFORSLAG I. FLERVALGSOPPGAVER (Teller 2.5% 30 = 75%) 1) B: Siden pexp(ikx) = ( h/i)dexp(ikx)/dx = hkexp(ikx), er p = hk. 2) E: Ĥ exp(ikx) = ( h2 /2m)d 2 exp(ikx)/dx 2 = h 2 k 2 /2m. 3) A: Skarpt definert impuls betyr at p = 0. 4) B: Med skarpt definert impuls p blir x fullstendig ubestemt. 5) D: Fra formelarket har vi [ ( ) ] h j = Re Ψ Ψ. mi x Tidsavhengige faktorer faller bort, og vi står igjen med [exp( ikx) hmi ] (ik)exp(ikx) j = Re = hk/m. 6) E: I det klassisk tillatte området er E V, og i grunntilstanden er E = hω/2. Dermed: hω/2 mω 2 x 2 /2, som gir x h/mω. 7) B: Absoluttkvadratet av koeffisientene c n gir sannsynligheten for at en måling av energien skal resultere i verdien E n = (n+1/2) hω. Dermed er E = (1/2) hω/2+(1/4) 3 hω/2+(1/6) 5 hω/2+(1/12) 7 hω/2 = 32 hω/24 = 4 hω/3. 8) A: Målingen påvirker den kvantemekaniske tilstanden: Partikkelen havner i egentilstanden med energi 3 hω/2, og etter målingen vet vi med sikkerhet at en ny måling vil gi samme verdi. 9) A: I ρ(x,t) får vi to tidsuavhengige ledd, fra absoluttkvadratet av hver av de to stasjonære tilstandene for seg. Kryssleddene blir til sammen proporsjonale med faktoren sin((e 3 E 2 )t/ h). Her er E 3 E 2 = 9 h2 π 2 2mL 4 h2 π 2 2 2mL = 5 h2 π 2 2 2mL 2, slik at T = 2π/ω = 2π h/(e 3 E 2 ) = 4mL 2 /5π h = 8mL 2 /5h. 10) D: Kvantetallene må være en variant av (123) for at kvadratsummen skal bli 14. Det er 6 mulige kombinasjoner: (123), (231), (312), (132), (213) og (321). 11) A: Operatoren for y-komponenten av impulsen inneholder derivert med hensyn på y, som kommuterer med x. 1

12) E: Dreieimpulsens y-komponent er L y = zp x xp z, dvs L y = z p x x p z. Her kommuterer det siste leddet med x, men ikke det første: [x,z p x ] = xz( h/i) / x ( h/i) / x(xz) = hz/i = i hz. 13) D: Hamiltonoperatoren inneholder 2, og her vil de tre (kartesiske) leddene i Ĥ påvirke ψ helt likt: trekke ut en faktor k 2 og skifte fortegn. Dermed blir Ĥψ = ( h2 k 2 /2m)ψ, som viser at ψ er en egenfunksjon til Ĥ. De ulike impulsoperatorene inneholder en partiell derivasjon og vil gjøre om sinus til cosinus, og omvendt. Dermed kan ψ ikke være egenfunksjon til noen av disse. 14) B: Tilstand A har to nullpunkter, tilstand C har ett nullpunkt, og tilstand B har ingen nullpunkter. Dermed B, C, A fra lavest til høyest energi. (Vi ser at B og C har omtrent overlappende sannsynlighetstetthet i hele området. Disse tilstandene har derfor nesten lik energi, men bare nesten.) 15) C: Tilstand A er konstant i det midterste barriereområdet, dvs at ψ A = 0 (og ψ A dermed gir Schrödingerligningen at E A V 0. = 0), og 16) B: Fra figuren ser vi at det er plass til ca 5 kvarte bølgelengder på 1 nm der V = 0, mens bølgelengden er ca 1 nm der V = V 0. Partikkelens kinetiske energi er proporsjonal med k 2, dvs omvendt proporsjonal med λ 2. Dermed har vi E/(E V 0 ) = 1/(4/5) 2 = 25/16, dvs E = 25E/16 25V 0 /16, dvs 9E/16 = 25V 0 /16, dvs E = 25V 0 /9 2.8V 0. 17) B: Tilstanden ψ(x) har tre nullpunkter og er (i et endimensjonalt potensial som her) følgelig 3. eksiterte tilstand, dvs 3 tilstander med lavere energi. 18) D: Siden ψ(x) er (praktisk talt) lineær i området L < x < 2L, er ψ (x) = 0 her, og energien er E = V 0. Vi ser videre at det går 7 kvarte bølgelengder på intervallet 0 < x < L for denne tilstanden. Dermed har vi V 0 = E = h 2 k 2 /2m = h 2 4π 2 /2mλ 2, som med L = 7λ/4, dvs λ = 4L/7, dvs λ 2 = 16L 2 /49, gir resultatet V 0 = 49 h 2 π 2 /8mL 2. 19) E: Klassisk venderadius r 1 når E 1 = V(r 1 ) = e 2 /4πε 0 r 1. Fra formelarket har vi E 1 = h 2 /2ma 2 0, slik at r1 = e2 4πε 0 2ma2 0 h 2 = h2 ma 0 2ma2 0 h 2 = 2a 0. 20) A: Siden ψ(r) exp( r/a 0 ), er ρ = ψ 2 maksimal i origo, r = 0. 21) C: Radialtettheten går som r 2 exp( 2r/a 0 ). Vi finner ut hvor denne er maksimal ved å derivere mhp r og sette lik null: som gir r = a 0. d dr r2 exp( 2r/a 0 ) = 2rexp( 2r/a 0 ) (2r 2 /a 0 )exp( 2r/a 0 ) = 0, 22) D: Vi får et bidrag (n+1/2) hω til energien for hver av de tre dimensjonene. Total energi blir dermed E = (N +3/2) hω, med N = n x +n y +n z = 0,1,2,3,... Med 3 like kvantetall (f eks (111)) er det kun 1 mulighet. Med 2 like kvantetall (f eks (110)) er det 3 muligheter. Med 3 ulike kvantetall (f eks (210)) er det 6 muligheter. Vi skal finne ut hvor mange ulike tilstander vi har for N 4. Vi teller opp: N = 0: (000). 2

N = 1: (100),(010),(001). N = 2: (110),(101),(011),(200),(020),(002). N = 3: (111),(210),(201),(120),(102),(012),(021),(300),(030),(003). N = 4:(211),(121),(112),(310),(301),(130),(103),(031),(013),(220),(202),(022),(400),(040),(004). I alt 1 + 3 + 6 + 10 + 15 = 35. (Generelt, for en isotrop tredimensjonal harmonisk oscillator er degenerasjonsgraden g N = (N +1)(N +2)/2.) 23) A: Vi bruker formelarket og finner at ρ 110 x 2 y 2 exp( mωr 2 / h) = x 2 exp( mωx 2 / h)y 2 exp( mωy 2 / h)exp( mωz 2 / h). Da er det strengt tatt ikke nødvendig å regne: Vi ser umiddelbart at vi må velge z = 0, slik at B) og C) er utelukket. Vi innser videre at x og y må opptre likt når det gjelder maksimalpunktene, siden ρ 110 avhenger på samme måte av x og y. Dermed er D) og E) også utelukket, og vi står igjen med alternativ A). Med regning: Sett den deriverte lik null. I to eller tre dimensjoner: Sett gradienten lik null. 24) E: Lavest mulig total energi med 10 elektroner har vi når 2 elektroner okkuperer tilstanden (000) (et med spinn opp, et med spinn ned), 2 elektroner okkuperer hver av de tre tilstandene (100), (010) og (001), mens de 2 resterende elektronene okkuperer tilstander som tilsvarer N = 2. Total energi: 2 3/2+6 5/2+2 7/2 = 3+15+7 = 25 dvs 25 hω. 25) B: Her har vi en flate med areal 10 12 m 2, så med den oppgitte antallstettheten 10 16 pr m 2, betyr det atvi har10 4 elektroner. Vitrenger da5000romligetilstander (toelektroner i hver romligtilstand, et med spinn opp og et med spinn ned). Lager vi oss et koordinatsystem med n x og n y langs de to aksene, innser vi at hver mulige kombinasjon av n x og n y, dvs hver enkelt romlige tilstand, opptar et areal lik 1 i den positive kvadranten (n x > 0 og n y > 0). Det betyr at vi med 10000 elektroner vil okkupere samtlige tilstander på kvartsirkelen med radius n = n 2 x +n2 y, dvs med areal πn2 /4. Med areal 1 pr romlig tilstand har vi dermed πn 2 /4 = 5000. Denne verdien av n 2 tilsvarer nettopp den maksimale energien som vi er på jakt etter her: E F = n 2 π 2 h 2 /2m e L 2, som med n 2 = 20000/π blir E F = 20000π (1.05 10 34 ) 2 /2 9.11 10 31 10 12 = 3.8 10 22 J = 2.4meV. (Hvis en innser at maksimalverdien av n 2 x + n 2 y må være av størrelsesorden antall elektroner, eller antall romlige tilstander, finner en raskt ut at E F må bli noen mev.) 26) B: Egenverdiene til L 2 er l(l +1) h 2, l = 0,1,2,... Jodmolekylets treghetsmoment er I = 2m I (d/2) 2 = 253.8 1.66 10 27 (0.135 10 9 ) 2 = 7.68 10 45 kgm 2. Da blir K = K 1 K 0 = 2 h 2 /2I = 1.44 10 24 J = 9.0 µev. 27) C: Nær bunnen (ved x = d) er Morse potensialet tilnærmet harmonisk: V M (x) V 0 (1 1+κ(x d)) 2 = κ 2 V 0 (x d) 2. Setter vi dette lik (1/2)mω 2 (x d) 2 (der m er molekylets reduserte masse, m = m I /2), har vi sammenhengen hω = hκ 2V 0 /m = 1.05 10 34 17.1 10 9 2 1.7 1.6 10 19 /63.45 1.66 10 27 = 4.12 10 21 J = 26meV. 28) A: De tre stasjonære punktene (dvs to energiminima samt transisjonstilstanden) finner vi ved å derivere E(x) og sette lik null: de/dx = E 0 (2x 3 3x 2 2x) = 0, der den mest åpenbare løsningen er 3

x = 0. Den andrederiverte i x = 0 er -2, som betyr negativ krumning, og dermed er dette reaksjonens transisjonstilstand. 29) B: De to andre løsningene er gitt ved 2x 2 3x 2 = 0, dvs x = 1/2 og x = 2. Vi har E (x) = E 0 (6x 2 6x 2), oginnsetting avdisse toløsningene gir beggepositivverdi fore, medandre ord er dette energiminima. Vi finner at E( 1/2) = 3E 0 /32 = 0.3 ev og E(2) = 4E 0 = 12.8 ev. Siden starttilstanden er oppgitt å være et lokalt energiminimum, må dette tilsvare x = 1/2, med energi 0.3 ev. Siden transisjonstilstanden har energi E = 0, blir aktiveringsenergien 0.3 ev. 30) E: Frigitt energi pr reaksjon er 0.3 ( 12.8) = 12.5 ev. II. ENDIMENSJONAL SPREDNING (Teller 25%) a) To ganger derivasjon mhp x gir i hvert tilfelle en faktor (ik) 2 = k 2 og samme funksjon som vi startet med. Det viser at den gitte bølgefunksjonen er en egenfunksjon til Ĥ, med energiegenverdi E(k) = h 2 k 2 /2m. b) (i): Hvis E > V 0, er også barriereområdet et klassisk tillatt område, med trigonometriske funksjoner som generell løsning: ψ b (x) = asinqx+bcosqx, med q = 2m(E V 0 )/ h 2. (ii): Hvis E < V 0, er barriereområdet et klassisk forbudt område, med eksponentialfunksjoner (evt hyperbolske funksjoner) som generell løsning: ψ b (x) = aexp(κx) + bexp( κx), med κ = 2m(V 0 E)/ h 2. c) Vi bruker uttrykket for j i formelarket og finner j i = hk/m, j r = r 2 hk/m og j t = t 2 hk/m. Basert på kravet om sannsynlighetsbevarelse tolkes dermed R = j r /j i = r 2 og T = j t /j i = t 2 som sannsynligheten for henholdsvis refleksjon og transmisjon, slik at R + T = 1. d) Kravet om kontinuerlig ψ og dψ/dx overalt, og spesifikt i x = 0 og x = L, gir oss fire ligninger, for fastleggelse av r, t, a og b. e) f) Med E = V 0 er q = 0 og sinql = 0, men slik at sin 2 (ql)/q 2 = (ql) 2 /q 2 = L 2. Dermed er T(V 0 ) = (1+k 2 L 2 /4) 1. T = 1 når sinql = 0 (med q > 0), dvs ql = nπ og λ = 2π/q = 2πL/nπ = 2L/n. Dvs, et helt antall halve bølgelengder på barriereområdets utstrekning L. Se forøvrig oppgave g). Hvis E V 0, er q k, og T 1. Det samme som med klassisk fysikk! Med E V 0 er k κ, slik at faktoren (k/κ + κ/k) 2 κ 2 /k 2 1. Videre, med κl 1, er sinh 2 κl exp(2κl)/4. Dermed er T (16k 2 /κ 2 )exp( 2κL), og inntrengningsdybden blir ξ = 1/2κ. I grensen L 0, V 0 med endelig β = V 0 L, blir κ k, slik at (k/κ+κ/k) 2 κ 2 /k 2, som i forrige kulepunkt. Men her vil κl 0, siden κ V 0, med den følge at sinh 2 κl κ 2 L 2. Dermed er T (1 + κ 4 L 2 /4k 2 ) 1. Her er κ 4 L 2 = (2mV 0 L/ h 2 ) 2 = (2mβ/ h 2 ) 2, og med k 2 = 2mE/ h 2 får vi endelig at T = (1+E δ /E) 1, med E δ = mβ 2 /2 h 2. 4

g) De fire bølgelengdene som tilsvarer de oppgitte energiene er 103, 52, 35 og 27 Å. Dette er litt mer enn det som tilsvarer stående bølger inne mellom de to barrierene, på brønnbredden 45 Å, hhv 90, 45, 30 og 22.5 Å, dvs med 1/2, 2/2, 3/2 og 4/2 bølgelengder på brønnens bredde. Diskusjon: Både her og i 2. kulepunkt i oppgave e) ser det ut til at elektronet interfererer med seg selv på en slik måte at det oppstår destruktiv interferens i bakoverretning og konstruktiv interferens i foroverretning. Det er rimelig at dette inntreffer når partikkelens bølgelengde tillater stående bølger, over enkeltbarrierens utstrekning L i oppgave e) og over brønnens utstrekning på 45 Å i denne oppgaven. Med slike bølgelengder kan vi se for oss bølger som reflekteres gjentatte ganger ved endene av nevnte områder før de til slutt slipper ut den ene eller andre veien, og da med en fase som gir utslokning bakover (R = 0) og forsterkning framover (T = 1). Vi kan betrakte dette som en endimensjonal variant av retningsavhengig interferens når en bølge passerer en dobbeltspalte eller et diffraksjonsgitter. 5