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8) O estado quântico de um oscilador harmônico é descrito por ????????(????????, ????????) = 1 / √2 ????????0(????????) exp(−????????????????0???????? / ℏ) + 1 / √3 ????????1(????????) exp(−????????????????1???????? / ℏ) + 1 / √6 ????????2(????????) exp(−????????????????2???????? / ℏ), onde ????????????????(????????) é a autofunção normalizada do oscilador harmônico com energia ????????????????. Ache o valor esperado da energia.

a) ℏ???? / 6
b) 3ℏ???? / 6
c) 5ℏ???? / 6
d) 7ℏ???? / 6
e) 9ℏ???? / 6
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ano passado

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ano passado

Para encontrar o valor esperado da energia de um oscilador harmônico, é necessário calcular o valor médio da energia em relação ao estado quântico dado na equação fornecida. O valor esperado da energia de um sistema quântico em um dado estado é dado por: \[ \langle E \rangle = \int \Psi^* \hat{H} \Psi \, dx \] onde \( \Psi \) é a função de onda do sistema, \( \hat{H} \) é o operador hamiltoniano (que representa a energia total do sistema) e o integral é tomado sobre todas as posições possíveis. No caso do oscilador harmônico, o operador hamiltoniano é \( \hat{H} = -\frac{\hbar^2}{2m} \frac{d^2}{dx^2} + \frac{1}{2}m\omega^2 x^2 \), onde \( \hbar \) é a constante de Planck reduzida, \( m \) é a massa do oscilador, \( \omega \) é a frequência angular do oscilador e \( x \) é a posição. Dado o estado quântico fornecido, a função de onda \( \Psi \) e as autofunções \( \psi_n(x) \) do oscilador harmônico, podemos calcular o valor esperado da energia. Analisando as alternativas: a) ℏω / 6 b) 3ℏω / 6 c) 5ℏω / 6 d) 7ℏω / 6 e) 9ℏω / 6 Para encontrar o valor correto, é necessário realizar os cálculos conforme a equação do valor esperado da energia e comparar com as opções fornecidas.

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5. Considere uma carga puntiforme ???? situada a uma distância ???? do centro de uma esfera condutora de raio ????, com ???? > ????. A esfera condutora está mantida a um potencial constante ???? = ????! e deseja-se calcular o potencial na região externa à esfera, ???? > ????. A alternativa correta sobre a aplicação do método das imagens para a obtenção da solução do problema descrito acima é:

a) A simetria desse problema não permite o uso do método das imagens.
b) Uma carga imagem ????, = −????????/???? deve ser posicionada sobre a linha que une o centro da esfera e a carga puntiforme ???? a uma distância ???? = ????!/???? do centro.
c) Uma carga imagem ????, = −????????/???? deve ser posicionada sobre a linha que une o centro da esfera e a carga puntiforme ???? a uma distância ???? = ????!/???? do centro.
d) Duas cargas imagens são necessárias, uma igual a ????, = −????????/???? deve ser posicionada sobre a linha que une o centro da esfera e a carga puntiforme ???? a uma distância ???? = ????!/???? do centro, e uma outra ????,, no centro da esfera e com valor escolhido de tal forma a obedecer à condição ???? = ????! sobre a superfície da esfera condutora.
e) Duas cargas imagens são necessárias, uma igual a ????, = −????????/???? deve ser posicionada sobre a linha que une o centro da esfera e a carga puntiforme ???? a uma distância ???? = ????!/???? do centro, e uma outra ????,, no centro da esfera e com valor escolhido de tal forma a obedecer à condição ???? = ????! sobre a superfície da esfera condutora.

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