Главная » Просмотр файлов » Texts on physics, maths and programming

Texts on physics, maths and programming (562422), страница 13

Файл №562422 Texts on physics, maths and programming (Несколько текстов для зачёта) 13 страницаTexts on physics, maths and programming (562422) страница 132015-12-04СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 13)

Introduce

λ=E-Eb.

(A.85)

We note that from (A.82),

(A.86)

and from Figs. (A.79) and (A.83),

(A.87)

Consequently, the three small energy parameters in (A.84) are related by

(A.88)

From e-2qδ 1 and (A.76) , we see that

(A.89)

in accordance with Figs. (A.79) and (A.84). To understand the role of the parameter λ, we may start with the definition of Vb (x), given by (A.5), keep the parameters β = γα and fixed, but let the spacing 2α between the two potential wells approach ∞; in the limit 2α → ∞, we have EbE. Thus, λ = EEb is the energy shift due to the tunneling between the two potential wells located at x < −α and x > α in Vb (x).

There is an alternative definition for λ, which may further clarify its physical significance. According to (A.3), Vb (x) is even in x; therefore, its eigenstates are either even or odd in x. In (A.9), χb (x) is the ground state of T + Vb (x), and therefore it has to be even in x. The corresponding first excited state χod is odd in x; it satisfies

(T+Vb(x))χod(x)=Eodχod(x).

(A.90)

We may define λ by

2λ≡Eod-Eb

(A.91)

and regard Figs. (A.85) and (A.86) both as approximate expressions, as we shall see.

Multiplying (A.9) by χod (x) and (A.90) by χb (x), then taking their difference we derive

(A.92)

From (A.12), we may choose the normalization of χb so that

(A.93)

Correspondingly,

(A.94)

with

(A.95)

As in Figs. (A.25) and (A.26), qod and pod are determined by

-podβcotpodβ=qodβcothqodα

(A.96)

and

(A.97)

At x = 0, we have

(A.98)

Integrating (A.92) from x = 0 to x = γ, we find

(A.99)

From Figs. (A.27), (A.28) and (A.29), we see that

(A.100)

Likewise, we can also show that

(A.101)

Thus, qod qb W, and the integral in (A.99) is

(A.102)

Since qod W, we derive from (A.91)

(A.103)

in agreement with (A.86).

We are now ready to introduce the two-level model. We shall approximate the Hamiltonian T + V (x), T + Va (x), and T + Vb (x) of Figs. (A.7), (A.8) and (A.9) by the following three 2 × 2 matrices:

(A.104)

(A.105)

and

(A.106)

with ψ, χa, and χb as their respective ground states which satisfy

(A.107)

The negative sign in the off-diagonal matrix element −λ in Figs. (A.104), (A.105) and (A.106) is chosen to make

(A.108)

simulating the evenness of χa (x) and χb (x). Likewise, the analog of χod is the excited state of hb, with

(A.109)

and

hbχod=Eodχod.

(A.110)

It is straightforward to verify that

(A.111)

where

(A.112)

(A.113)

When , we have

(A.114)

in agreement with (A.88).

Next, we wish to examine the relation between the two-level model and the soluble square-well example when λ is . Assume, instead of (A.76),

(A.115)

Hence, in the square-well example, (A.83),

and (A.86),

remain valid; on the other hand, Figs. (A.54) and (A.78) now lead to

(A.116)

Thus, the above expressions for EE and λ give

Together with (A.116), this shows that the soluble square-well example yields

in agreement with (A.113) given by the two-level model.

In both the square-well problem and the simple two-level model, we can also examine the limit, when . In that case, (A.113) gives

which leads to

in agreement with the exact square-well solution. Furthermore, if we include the first-order correction in O (μ2), (A.115) gives

(A.117)

As we shall discuss, for the exact square-well solution, (A.117) is also valid. Thus, the simple two-level formula (A.113) may serve as an approximate formula for the exact square-well solution over the entire range of .

A.2. Square-well example (Cont.)

We return to the soluble square-well example discussed in Appendix A.1. As before, ψ (x) is the ground state of T + V (x) with energy E, which is determined by the Schroedinger equation (A.7). Likewise, χ (x) is the trial function given by (A.57); i.e., the ground state of with eigenvalue 0 = Ea, in accordance with Figs. (A.58), (A.59) and (A.60). From Figs. (A.59) and (A.65), we see that the energy difference

(A.118)

satisfies

(A.119)

where

(A.120)

and

(A.121)

Before we discuss the iterative sequence that approaches , as n → ∞, it may be instructive to verify (A.119) by evaluating the integrals Figs. (A.120) and (A.121) directly. Choose the normalization convention of ψ and χ so that at x = γ

(A.122)

From Figs. (A.10), (A.11) and (A.12) and (A.57) we write

(A.123)

(A.124)

By directly evaluating the integral ∫χ (x)ψ (x) dx, we can readily verify that for γ x 0

(A.125)

and for −γ x 0,

(A.126)

Both relations can also be inferred from the Schroedinger equations Figs. (A.7) and (A.58). Setting x = 0 and taking the sum (A.125) + (A.126), we derive

which, on account of Figs. (A.13), (A.14), (A.15), (A.16), (A.17) and (A.18), leads to the expression for the energy shift , in agreement with (A.119).

Next, we proceed to verify directly that f (x) = ψ (x)/χ (x) satisfies the integral equation (A.68). With the normalization choice (A.122), we find at x = γ, since ψ (γ) = χ (γ) = 0,

(A.127)

which gives the constant in the integral equation. The same equation (A.68) can also be cast in an equivalent form:

(A.128)

where (x|G|z) is the Green’s function that satisfies

(A.129)

For x < z, (x|G|z) is given by

(A.130)

where

(A.131)

is the irregular solution of the same Schroedinger equation (A.58), satisfied by χ (x). That is,

(A.132)

Consequently, over the entire range −γ < x < γ

(A.133)

According to Figs. (A.11), (A.12) and (A.57), we have

(A.134)

where A and B are constants given by

(A.135)

Since in (A.128), there are only single integrations of the products χ (z)ψ (z) and , one can readily verify that f (x) satisfies the integral equation, and therefore also its equivalent form (A.68).

A.3. The iterative sequence

The integral equation (A.68), or its equivalent form (A.128), will now be solved iteratively by introducing

ψn(x)=χ(x)fn(x).

(A.136)

As in Figs. (4.87), (4.88) and (4.89), fn (x) and its associated energy are determined by

(A.137)

and

(A.138)

When n = 0, we set

f0(x)=1.

(A.139)

Introduce

(A.140)

and

(A.141)

From (A.59) and

(A.142)

we derive

(A.143)

and

(A.144)

For n = 1, we have from Figs. (A.139), (A.140) and (A.141),

(A.145)

(A.146)

and

(A.147)

For small μ2, since EaEb and M0N0 are both O (μ2), we find

(A.148)

in agreement with (A.117), given by the simple two-level formula.

Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
8,1 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов учебной работы

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6392
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее