Dalga Paketi: Yayılma, Saçılma ve Tünelleme
Serbest parçacığın enerji özdurumları düzlem dalgalardır ve normlanamazlar; gerçek bir parçacık farklı $k$ değerlerinin süperpozisyonu olan bir dalga paketi ile temsil edilir. Burada başlangıç dalga fonksiyonu $\psi(x,0) \propto e^{-(x-x_0)^2/4\sigma^2}e^{ik_0x}$ olan bir Gauss paketidir: konum belirsizliği $\sigma$, momentum belirsizliği $\hbar/2\sigma$.
Zaman evrimi, zamana bağlı Schrödinger denkleminin Crank–Nicolson yöntemiyle sayısal çözümüdür (normu koruyan, kararlı bir şema). Ekranın iki ucundaki gri bölgeler dalgayı yansıtmadan soğurur. Birimler: $\hbar = m = 1$; böylece $E = k^2/2$ ve grup hızı $v_g = k_0$.
Geçiş ve yansıma katsayıları
Düzlem dalga için $T$ ve $R$ akı oranlarıdır, $T + R = 1$. Paket için ölçülen değer, paketin içerdiği her $k$ bileşeninin $T(k)$ değerinin ağırlıklı ortalamasıdır. Bu nedenle dar (küçük $\sigma$) bir paket geniş bir enerji aralığını örnekler ve sonucu tek bir $T(E_0)$'dan farklı olabilir.
Parametreler
Bir parametreyi değiştirmek paketi başa alır. Turuncu kesikli çizgi paketin ortalama enerjisi E₀'dır.
Hesaplama
Bunu dene
1. Serbest yayılma modunda $\sigma = 1$ ve $\sigma = 3$ için $t = 10$'daki $\Delta x$'i ölçün. Hangi paket daha hızlı yayılıyor?
Açıklama
2. Dikdörtgen bariyerde $V_0 = 2.5$, $k_0 = 2$ ($E_0 = 2 < V_0$) seçin. $a = 1$ ve $a = 2$ için geçiş olasılığını ölçün.
Açıklama
3. Basamak potansiyelinde $V_0 = 1.5$, $k_0 = 2$ ($E_0 = 2 > V_0$) seçin. Paketin ne kadarı yansıyor? Sonra $V_0 = 3$ yapın.