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
النقل البحري
2024-11-06
النظام الإقليمي العربي
2024-11-06
تربية الماشية في جمهورية كوريا الشعبية الديمقراطية
2024-11-06
تقييم الموارد المائية في الوطن العربي
2024-11-06
تقسيم الامطار في الوطن العربي
2024-11-06
تربية الماشية في الهند
2024-11-06

معيار شروط العقاب
15-4-2017
حدود سلطة الإدارة في تحصيل أموال الدولة في الظروف الطبيعية
2024-05-14
Generalized Reeb Component
7-7-2021
خدمات المستوطنة الصناعية - الخدمات المشتركة
7-7-2021
سر الفشل
5-10-2014
عقوبات جرائم المساس غير العمدي لسلامة الجسم
24-5-2021

Number States  
  
1050   02:56 مساءاً   date: 19-8-2016
Author : Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 2 , p 57


Read More
Date: 29-8-2016 1212
Date: 21-8-2016 875
Date: 9-8-2016 968

Number States

Consider the quantum mechanical Hamiltonian for a harmonic oscillator with frequency ω:

and define the operators

a) Suppose we define a state |0⟩ to obey

Show that the states

are eigenstates of the number operator, N = aa, with eigenvalue n:

b) Show that |n⟩ is also an eigenstate of the Hamiltonian and compute its energy.

Hint: You may assume ⟨n|n⟩ = 1.

c) Using the above operators, evaluate the expectation value ⟨n|q2|n⟩ in terms of E(n), m, and ω.

SOLUTION

a) In this problem it is important to use only the information given. We may write the Hamiltonian as

(1)

where [p, q] = -ih, so

(2)

We may establish the following:

(3)

Apply the number operator aa to the state |n⟩ directly:

Since a |0⟩ = 0, we have

(4)

b) We see from (2) that the Hamiltonian is just

We demonstrated in (a) that |n⟩ is an eigenstate of the number operator aa so |n⟩ is also an eigenstate of the Hamiltonian with eigenvalues En given by

(5)

c) The expectation value ⟨n|q2|n⟩ may be calculated indirectly. Note that

where V(q) is the potential energy. The expectation values of the potential and kinetic energies are equal for the quantum oscillator, as for time averages in the classical oscillator. Therefore, they are half of the total energy:

In this problem, however, you are explicitly asked to use the operators a and a to calculate ⟨n|q2|n⟩, so we have

We proceed to find

Thus, the result is the same by both approaches.




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.