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Questão 17 - Um oscilador harmônico quântico em uma dimensão apresenta níveis quânticos de energia igualmente espaçados, isto é, ???????? = ℏ????(???? + 1/2), ???? = 0,1,2,… Nesta equação, ℏ é a constante de Planck dividida por 2????, ???? é a frequência do oscilador, ???? rotula o autoestado do Hamiltoniano ????????(????) com energia ????????. Inicialmente, em ???? = 0 , um oscilador encontra-se no estado normalizado e dado pela superposição de autoestados de energia diferentes, dado por ????(????, ???? = 0) = 1/√2 ????????(????) + 1/√2 ????????(????). Considere as afirmações
I. Em qualquer medida individual em ???? = 0, a energia obtida será ℏ???? (???? + 1/2) ou ℏ???? (???? + 1/2), com igual probabilidade.
II. O valor obtido em uma única medida de energia será (????????+????????)/2.
III. Este estado não é possível, pois não sendo um autoestado do Hamiltoniano não é solução da Equação de Schroedinger deste problema.
a) Somente I é correta.
b) Somente II é correta.
c) Somente III é correta.
d) Nenhuma afirmação é correta.
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Aprendendo com Desafios

ano passado

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há 3 meses

Vamos analisar cada uma das afirmações: I. Em qualquer medida individual em \( t = 0 \), a energia obtida será \( \hbar \omega (n + 1/2) \) ou \( \hbar \omega (n + 1/2) \), com igual probabilidade. Essa afirmação é confusa, pois parece repetir a mesma expressão. No entanto, se considerarmos que a superposição é de dois estados (por exemplo, \( n=0 \) e \( n=1 \)), a probabilidade de medir cada um dos estados é igual, então a afirmação pode ser considerada correta. II. O valor obtido em uma única medida de energia será \( (E_0 + E_1)/2 \). Isso não é correto, pois a medição de energia em um estado de superposição não resulta na média das energias, mas sim em um dos valores possíveis com probabilidades associadas. Portanto, essa afirmação é falsa. III. Este estado não é possível, pois não sendo um autoestado do Hamiltoniano não é solução da Equação de Schrödinger deste problema. Essa afirmação é verdadeira, pois um estado que não é um autoestado do Hamiltoniano não pode ser uma solução válida da equação de Schrödinger para o oscilador harmônico quântico. Com base na análise: - A afirmação I é considerada correta, mas a redação é confusa. - A afirmação II é falsa. - A afirmação III é verdadeira. Portanto, a alternativa correta que contém todas as afirmações verdadeiras é: a) Somente I é correta.

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ano passado

Vamos analisar cada afirmação: I. Em qualquer medida individual em t = 0, a energia obtida será ℏω (n + 1/2) ou ℏω (n + 1/2), com igual probabilidade. Esta afirmação está incorreta, pois a energia em um oscilador harmônico quântico não é obtida com igual probabilidade para os diferentes autoestados de energia. A energia é quantizada e depende do autoestado específico. II. O valor obtido em uma única medida de energia será (En+En+1)/2. Esta afirmação está correta, pois ao realizar uma medida de energia em um oscilador harmônico quântico, o resultado será a média das energias dos autoestados adjacentes. III. Este estado não é possível, pois não sendo um autoestado do Hamiltoniano não é solução da Equação de Schrödinger deste problema. Esta afirmação está correta, pois ao considerar a superposição de autoestados de energia diferentes, o estado não é um autoestado do Hamiltoniano e, portanto, não é uma solução da Equação de Schrödinger para este problema. Com base na análise, as afirmações corretas são II e III. Portanto, a alternativa correta que contém todas as afirmações verdadeiras é: c) Somente III é correta.

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