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WorksheetsExphys2_Quiz7
Total questions: 8
Worksheet time: 6mins
Die Heisenberg’sche Unschärferelation
besagt, dass Ort und Zeit eines Teilchens nicht beliebig genau gleichzeitig festgelegt werden können
besagt, dass Ort und Ausbreitungsrichtung eines Teilchens nicht beliebig genau gleichzeitig festgelegt werden können
besagt, dass Ort und Geschwindigkeit eines Teilchens nicht beliebig genau gleichzeitig festgelegt werden können
besagt, dass Energie und Zeit eines Teilchens nicht beliebig genau gleichzeitig festgelegt werden können
gilt nur für mikroskopische Teilchen (z.B. Elektronen), nicht für makroskopische (z.B. Tennisball)
Heisenberg’sche Unschärferelation (Nomenklatur wie in Vorlesung)
∆y⋅∆py ≳ h
∆x⋅∆py ≳ h
∆t⋅∆py ≳ h
∆t⋅∆E ≳ h
σ(x)⋅σ(px)≥2ℏ
Elektron im Kasten (Seitenlänge d) (Nomenklatur wie in Vorlesung)
mittlerer Impuls in y-Richtung: py=∆py ≈dh
mittlerer Impuls in x-Richtung: px=0
mittleres Impulsquadrat in y-Richtung: py2=0
mittleres Impulsquadrat in x-Richtung: px2=Δpx2 ≈d2h2
kinetische Energie: Ekin=mp2 =2mpx2+py2+pz2
Mittlere Lebensdauer und Linienbreite
Je länger die Lebensdauer eines Energiezustands, desto kleiner seine Energieunschärfe
Je länger die Lebensdauer eines Energiezustands, desto größer seine Energieunschärfe
Ein instabiler Zustand mit Lebensdauer τ zerfällt durch Aussendung von Strahlung mit einer Linienbreite ∆f=h∆E=ℏτ
Ein instabiler Zustand mit Lebensdauer τ zerfällt durch Aussendung von Strahlung mit einer Linienbreite ∆f=h∆E= hτℏ=2πτ1
Ein Zustand mit scharf definierter Energie, kann sich zeitlich nicht verändern
Wellenfunktion ψ
ψ(r,t)= Aei(k⋅r−ωt)
ψ(r,t) =Aeℏi(k⋅p−Et)
k=λ2π =ℏp
∫ab∣ψ(x,t)∣2dx ist die Wahrscheinlichkeit, das Teilchen im Intervall [a,b] zu finden
Normierung: ∭gR ∣ψ(r⃗,t)∣dV =1
(gR: gesamter Raum)
Die Schrödingergleichung (Potential V)
ist eine partielle Differentialgleichung
ist eine quadratische Gleichung
erfüllt den Energiesatz Eges = Ekin + Vpot
liefert als Lösung alle möglichen Wellenfunktionen
beschreibt die Ausbreitung von Licht
Die Schrödingergleichung
lautet in einer Dimension: iℏ∂t∂ψ(x,t)= −2mℏ2∂x2∂2ψ(x,t) +V(x,t)ψ(x,t)
lautet in einer Dimension: iℏ∂t2∂2ψ(x,t)= −2mℏ2∂x∂ψ(x,t) +V(x,t)ψ(x,t)
liefert für den Ansatz ψ(x,t)=Aeℏi(pxx−Et) den Energiesatz E=Ekin+V
liefert für den Ansatz ψ(x,t)=Aeℏi(pxx−Et) den Impulssatz: pvorher= pnachher+2mV
Schrödingergleichung mit zeitlich konstantem Potential V(x,t)=V(x)
Die Energie des Teilchens ist dann zeitlich konstant
Dann kann die Wellenfunktion als Produkt aus einem orts- und einem zeitabhängigen Anteil geschrieben werden
Dann lautet eine mögliche Lösung: ψ(x,t)= ψ(t)e−ℏiEx
Dann lautet eine mögliche Lösung: ψ(x,t)= ψ(x)e−iωt
Reduziert sich zu: (E−V(x))ψ(x) +2mℏ2∂x2∂2ψ(x) =0
