ملف تدريبي: المتذبذب التوافقي الكمومي

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على تمثيل الهزَّاز التوافقي الكمومي باستخدام الدوال الموجية المناظِرة لمستويات الطاقة الاهتزازية للهزَّازات الكلاسيكية.

س١:

يتذبذب جسيم كتلته 0.0300 kg للأمام والخلف عن طريق زنبرك بتردد 4.00 Hz. عند موضع اتزان الزنبرك تكون سرعة الجسيم 0.600 m/s. إذا كان الجسيم في حالة لها طاقة محددة، فأوجد عدد الكم الرئيسي.

  • أ 2 . 4 5 × 1 0
  • ب 1 . 8 9 × 1 0
  • ج 2 . 1 7 × 1 0
  • د 2 . 0 4 × 1 0
  • ه 2 . 3 2 × 1 0

س٢:

يهتز متذبذب توافقي كمومي بتردُّد 250.0 THz. ما أقل طاقة إشعاع يمكن أن تنبعث منه؟

س٣:

تهتز الذرات في شبكة بلورية في حركة توافقية بسيطة. ما ثابت القوة (ثابت الزنبرك) للشبكة البلورية، إذا انتقلت ذرة في هذه الشبكة من الحالة الأرضية إلى الحالة المثارة الأولى بعد امتصاص فوتون طوله الموجي 525 ميكرومتر؟ اعتبر 9.4×10 kg قيمة كتلة الذرة.

س٤:

ترتد كرة بلياردو كتلتها 0.200 kg، ذهابًا وإيابًا بين بطانات حواف طاولة البلياردو التي يبلغ طولها 1.50 m. لا تُفقد أي طاقة خلال حركة الكرة أو أثناء اصطدامها بالبطانات.

إذا كانت الكرة في حالتها الأرضية، فكم سنة تستغرقها للتحرك من إحدى بطانات الطاولة إلى الأخرى؟

  • أ 1 . 2 1 × 1 0
  • ب 1 . 9 2 × 1 0
  • ج 2 . 1 5 × 1 0
  • د 1 . 4 8 × 1 0
  • ه 1 . 7 4 × 1 0

ما مقدار الطاقة المطلوبة لإثارة الكرة من حالتها الأرضية إلى حالتها المثارة الأولى؟

  • أ 2 . 0 5 × 1 0 J
  • ب 2 . 7 9 × 1 0 J
  • ج 2 . 4 1 × 1 0 J
  • د 1 . 4 6 × 1 0 J
  • ه 1 . 8 4 × 1 0 J

س٥:

إذا كانت طاقة الحالة الأرضية لهزاز توافقي بسيط تساوي 1.20 eV، فما تردُّد حركته؟

  • أ 2 . 9 0 × 1 0 Hz
  • ب 0 . 6 4 × 1 0 Hz
  • ج 1 . 8 2 × 1 0 Hz
  • د 1 . 1 4 × 1 0 Hz
  • ه 5 . 8 0 × 1 0 Hz

س٦:

تتطلَّب إثارة إلكترون في صندوق في بُعد واحد من حالته المثارة الثانية إلى حالته المثارة الثالثة طاقة مقدارها 15.0 eV. ما عرض الصندوق؟

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.