8.04 Kuantum Fiziği Ders XX

Benzer belgeler
Özet: Açısal momentumun türetimi. Açısal momentum değiştirme bağıntıları. Artırıcı ve Eksiltici İşlemciler Kuantum Fiziği Ders XXI

8.04 Kuantum Fiziği DersXIX

) 2, ω 2 = k ve ε m m

8.04 Kuantum Fiziği Ders X. Schrödinger denk. bir V(x) potansiyeli içinde bir boyutta bir parçacığın hareketini inceler.

Geçen Derste. ρ için sınır şartları serinin bir yerde sona ermesini gerektirir Kuantum Fiziği Ders XXIII

8.04 Kuantum Fiziği Ders XII

BÖLÜM HARMONİK OSİLATÖR

İleri Diferansiyel Denklemler

Kuantum mekaniğinde uzay ve zamandaki dönüşümler sisteme ait Hilbert uzayında üniter

Kuantum Mekaniğinin Varsayımları

8.04 Kuantum Fiziği Ders IV. Kırınım olayı olarak Heisenberg belirsizlik ilkesi. ise, parçacığın dalga fonksiyonu,

DİNAMİK Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

A B = A. = P q c A( X(t))

H(t) + O(ɛ 2 ) var. Yukarıda U(t + ɛ, t) için elde ettiğimiz sonucumuzu bu ifadede yerine koyunca her iki tarafı. = H(t)U(t, t 0 )

BÖLÜM 17 RİJİT ROTOR

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

Bir özvektörün sıfırdan farklı herhangi bri sabitle çarpımı yine bir özvektördür.

BÖLÜM 24 PAULI SPİN MATRİSLERİ

MASSACHUSETTS TEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ Fizik Bölümü Fizik 8.04 Bahar 2006 SINAV 2 Salı, Mart 14, :00-12:30

8.04 Kuantum Fiziği Ders V ( ) 2. = dk φ k

1.ÜNİTE MODERN ATOM TEORİSİ -2.BÖLÜM- ATOMUN KUANTUM MODELİ

Tek Boyutlu Potansiyeller: Potansiyel eşiği

ψ( x)e ikx dx, φ( k)e ikx dx ψ( x) = 1 2π θ açısında, dθ ince halka genişliğinin katı açısı: A. Fiziksel sabitler ve dönüşüm çarpanları

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

JFM 301 SİSMOLOJİ ELASTİSİTE TEORİSİ Elastisite teorisi yer içinde dalga yayılımını incelerken çok yararlı olmuştur.

SCHRÖDİNGER: Elektronun yeri (yörüngesi ve orbitali) birer dalga fonksiyonu olan n, l, m l olarak ifade edilen kuantum sayıları ile belirlenir.

Bu durumu, konum bazında bileşenlerini, yani dalga fonksiyonunu, vererek tanımlıyoruz : ) 1. (ikx x2. (d)

Bölüm 9: Doğrusal momentum ve çarpışmalar

olsun. Bu halde g g1 g1 g e ve g g2 g2 g e eşitlikleri olur. b G için a b b a değişme özelliği sağlanıyorsa

BÖLÜM 25 HELYUM ATOMU

Modern Fizik (Fiz 206)

İleri Diferansiyel Denklemler

ATOMUN KUANTUM MODELİ

Elastisite Teorisi Düzlem Problemleri için Sonuç 1

r r r F İŞ : Şekil yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvvetini göstermektedir. Parçacık A noktasından

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

Elektromanyetik Dalga Teorisi

Zamandan bağımsız pertürbasyon teorisi tartışmamızda bu noktaya kadar, sonuçlarımızın

SU Lise Yaz Okulu 2. Ders, biraz (baya) fizik. Dalgalar Elektromanyetik Dalgalar Kuantum mekaniği Tayf Karacisim ışıması

MASSACHUSETTS TEKNOLOJİ ENSTİTÜSÜ Fizik Bölümü Fizik 8.04 Bahar 2006 SINAV 1 Salı, Mart 14, :00-12:30

11.Konu Tam sayılarda bölünebilme, modüler aritmetik, Diofant denklemler

OTOMATİK KONTROL DERS NOTLARI. DERLEYEN: Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU. Kasım BAU MMF Makine Müh. Bölümü

Q27.1 Yüklü bir parçacık manyetik alanfda hareket ediyorsa, parçacığa etki eden manyetik kuvvetin yönü?

İKİNCİ DERECEDEN DENKLEMLER

Fiziksel Sistemlerin Matematik Modeli. Prof. Neil A.Duffie University of Wisconsin-Madison ÇEVİRİ Doç. Dr. Hüseyin BULGURCU 2012

BÖLÜM 34 SPEKTROSKOPİ: IŞIĞIN YER ALDIĞI MOLEKÜLER PROBLAR

Manyetik Alanlar. Benzer bir durum hareketli yükler içinde geçerli olup bu yüklerin etrafını elektrik alana ek olarak bir manyetik alan sarmaktadır.

Işıma Şiddeti (Radiation Intensity)

İŞ : Şekilde yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvveti görülmektedir. Parçacık A noktasından

Noktasal Cismin Dengesi

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

1.GRUPLAR. c (Birleşme özelliği) sağlanır. 2) a G için a e e a a olacak şekilde e G. vardır. 3) a G için denir) vardır.

Potansiyel Engeli: Tünelleme

ELEKTROMANYETİK DALGALAR

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

İleri Diferansiyel Denklemler

BÖLÜM 16 KUANTUM : AYRILABİLEN SİSTEMLER

1. GRUPLAR. c (Birleşme özelliği) sağlanır. 2) a G için a e e a a olacak şekilde e G (e ye birim eleman denir) vardır.

Geçiş olasılığımız (pertürbasyon teorisinde birinci mertebeden) c 1

Bölüm-4. İki Boyutta Hareket

BÖLÜM 26 İKİ ELEKTRON: UYARILMIŞ DÜZEYLER

FEM ile, Hapsolmuş Kuantum Mekaniksel Sistemlerin Çözümü

KARAKTER DİZGİLERİ, BAĞINTILAR, FONKSİYONLAR KESİKLİ MATEMATİKSEL YAPILAR

FEM ile, Hapsolmuş Kuantum Mekaniksel Sistemlerin Çözümü

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Gamma Bozunumu

Türev Uygulamaları. 4.1 Bağımlı Hız

MADDESEL NOKTANIN EĞRİSEL HAREKETİ

Kuantum Fiziği ÜNİTE. Amaçlar. İçindekiler. Yazarlar Doç. Dr. Mustafa ŞENYEL Yrd. Doç. Dr. A. Şenol AYBEK

Fizik 101: Ders 17 Ajanda

TORK VE DENGE. İçindekiler TORK VE DENGE 01 TORK VE DENGE 02 TORK VE DENGE 03 TORK VE DENGE 04. Torkun Tanımı ve Yönü

MAT355 Kompleks Fonksiyonlar Teorisi I Hafta Kompleks Sayıların Cebirsel ve Geometrik Özellikleri

BÖLÜM 36 NÜKLEER MANYETİK REZONANS

p sayısının pozitif bölenlerinin sayısı 14 olacak şekilde kaç p asal sayısı bulunur?

TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi. chem.libretexts.org

10. DİREKT ÇARPIMLAR

Fizik-1 UYGULAMA-7. Katı bir cismin sabit bir eksen etrafında dönmesi

BAHAR YARIYILI FİZİK 2 DERSİ. Doç. Dr. Hakan YAKUT. Fizik Bölümü

Doğrusal Demet Işıksallığı 2. Fatma Çağla Öztürk

Bölüm 6 AKIŞ SİSTEMLERİNİN MOMENTUM ANALİZİ

A. Seçilmiş bağıntılar Zamana bağlı Schrödinger denklemi: Zamandan bağımsız Schrödinger denklemi: Hamilton işlemcisinin konum temsili

İleri Diferansiyel Denklemler

Dik koordinat sisteminde yatay eksen x ekseni (apsis ekseni), düşey eksen ise y ekseni (ordinat ekseni) dir.

, bu vektörün uzay ekseni üzerindeki izdüşümüdür. Bunlar şu değerlere sahiptir:

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

KATI CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

BÖLÜM MOLEKÜLER ORBİTAL TEORİ 1.KISIM

Bölüm 8: Atomun Elektron Yapısı

Newton un F = ma eşitliğini SD den türete bilir miyiz?

1. BÖLÜM FİZİĞİN DOĞASI - VEKTÖRLER DENGE - MOMENT - AĞIRLIK MERKEZİ

ŞEKİL DEĞİŞTİRME HALİ

İleri Diferansiyel Denklemler

BURULMA (TORSİON) Dairesel Kesitli Çubukların (Millerin) Burulması MUKAVEMET - Ders Notları - Prof.Dr. Mehmet Zor

MUTLAK DEĞER Test -1

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

DÜZLEMDE GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ

BÖLÜM 1: Matematiğe Genel Bakış 1. BÖLÜM:2 Fizik ve Ölçme 13. BÖLÜM 3: Bir Boyutta Hareket 20. BÖLÜM 4: Düzlemde Hareket 35

Nokta uzayda bir konumu belirtir. Noktanın 0 boyutlu olduğu kabul edilir. Herhangi bir büyüklüğü yoktur.

GENEL KİMYA. Yrd.Doç.Dr. Tuba YETİM

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Transkript:

Açısal momentum Açısal momentum ile ilgili özdenklem şöyle yazılır ki burada 2mr 2 E L özdeğerdir, ve olur. HO problemine benzer olarak, iki yolla ilerleyebiliriz. Ya 1. Taylor açınımı kullanarak diferansiyel denklemi çözeriz, veyahut 2. Daha soyut olan işlemci yaklaşımını ele alabiliriz. Biz burada ikinci yolu takip edeceğiz. (Doğrudan bir yaklaşım için bkz. Gasiorowicz, ek 7- B veyahut F&T.) Açısal momentum işlemcisi için sıra değiştirme bağıntılarını analiz edelim. L ˆ = r ˆ p ˆ (20-3) Not. Dik yönlerdeki dalgalar birbirinden bağımsız olduklarından, örneğin x ve p y üzerinde hiçbir Heisenberg belirsizlik kısıtlaması olmadığından dolayı sonuçta sıra değiştirici sıfırdır, [x, p y ] = 0. L nin farklı bileşenleri arasındaki sıradeğiştirici hesaplayalım: işlemci simgesini ihmal edersek Açısal momentumum farklı bileşenlerinin sıra değiştirmemesi gerçeği ilgili durum için L z = 0 olmaz ise örneğin L x ve L y nin eş zamanlı özdurumlarını bulmak mümkün değildir anlamına gelmektedir (bkz. önceki ders) XX-1

L 2 ye ne denir? Bu L 2 nin ve bir L 2 bileşeninin ve L nin bir bileşeninin eş zamanlı olarak özdurumlarının bulunmasını öngörür, örneğin L z, ancak tüm bileşenlerin değil. İspat (Çelişki yoluyla doğrudan ispat) L x ve L y nin eş zamanlı özdurumu n için olup, ve yazılır, benzer şekilde l 1 = 0. Sadece L = 0 için L x, L y ve L z nin eşzamanlı özdurumlarına sahip oluruz. Genel olarak, sadece L 2 ve L z (anlaşma ile L x, L y ve L z nin) eşzamanlı olarak özdurumlara sahip olabilir. Böyle bir özdurumu l,m ile verirsek yazılabilir. l kuantum sayısının tuhaf tanımı (veya L 2 özdeğeri 2 l(l +1)) nın sebebi daha sonra ortaya çıkacaktır. m ve l boyutsuz sayılardır zira L = r + p nin birimi dır. L 2 ve L z nin eşzamanlı özdurumlarının normalleştiğini kabul ediyoruz, XX-2

Açısal momentum için yükseltme ve alçaltma işlemcileri Aşağıdaki Hermitsel olmayan işlemcileri tanımlamak kullanışlı olur. x 0 x 0 i p ˆ p 0 lere benzerlik). Bu işlemcilerin benzer önemini anlamak için, bunların sıra değişim bağıntılarını analiz edelim: L + ve L birbirinin Hermitsel eşleniğidir ( a ˆ = x ˆ zira [L 2, L x ] = 0, [L 2, L y ] = 0. + i p ˆ p 0, a ˆ = x ˆ [L 2, L ± ] = 0 (20-26) Aynı zamanda dikkat edersek ve benzer şekilde L L + = L 2 L z 2 L z. XX-3

HO deki gibi şimdi l, m için izinli değerlerin aralığını analize başlayalım: L 2 = L x 2 + L y 2 + L z 2 ve L x, L y, L z Hermitsel işlemciler olduklarından dolayı benzer şekilde x,y için ve sonuçta l,m L 2 l,m 0 veyahut Sonuç olarak, l 0 seçebiliriz. ( l 1 ise, l := (l +1) tanımlarsak, bu takdirde l(l+1) = l ( l +1) ve l 0.) L ± işlemcilerini anlamak için, yeni bir durumu tanımlayalım ve L 2 yi ψ ± ye etki ettirelim. böylece ψ ±, aynı kuantum sayısı l ile L 2 nin bir özdurumu olur. Aynı zamanda şunlara sahip oluruz. Bunun anlamı L ± l,m nin aynı zamanda L z nin bir özdurumu olması, ancak özdeğeri (m±1) ilkinden bir sayısı ile farklılık göstermesidir. m açısal momentumunun z bileşeniyle ilgili olduğundan, m ye azimutsal (veya manyetik) kuantum sayısı, öte yandan l ise toplam açısal momentumla ilgili kuantum sayısıdır. L + (L ) manyetik kuantum sayısını bir sayısı ile yükseltir (alçaltır)ken toplam açısal momentum l korunur. Şimdi normalleştirilmemiş durum vektörünün uzunluğunu hesaplayalım. XX-4

Herhangi bir vektörün uzunluğunun karesi negatif olamayacağından ortaya çıkar. Sonuç olarak, l(l +1) m(m ±1) 0 (20-62) veya m ± 1 2 + 1 2 = l + 1 2 (20-66) l 0, olduğundan m l, m > 0 (20-67) ve aynı zamanda Böylelikle, m yukarıdan ve aşağıdan sınırlı olur: m l, m 0 (20-68) l m l, l 0. (20-69) ψ + = L + l,m, L 2 ve L z nin bir özdurumu olduğundan, ancak m = m +1 yeni bir özdeğerli, m üzerindeki bağlılık sadece bazı m değeri için L + l, m = 0 gerçeği ile uyumluluk söz konusudur. Sonuç olarak olmak üzere XX-5

m max = l (20-73) Benzer şekilde ketψ = L l, m için m min = l (20-74) ye sahip oluruz. Böylece, L + yükseltici ve L alçaltıcı işlemleriyle bağlı ve birer aralıklı bir özdeğerler merdiveni oluşur. m = l, l +1,...,l 1,l, l 0 (20-75) bu ancak sadece l nin tamsayı veya yarım tamsayısı olması ile mümkündür. l nin yarım tamsayı katlı değerlerinin basit bir konumsal temsile sahip olmadığı ortaya çıkar ve bu parçacığın spin olarak bilinen bir iç açısal momentuma karşı gelir. Şekil I: Sabit l için özdeğer merdiveni Biz burada kendimizi yörünge açısal momentumuna kısıtlayacağız ki bu l nin bir tamsayı olmasını gerektirir. XX-6