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Considere o fragmento de texto "Dado um conjunto de N partículas em um estado | ψ > , a teoria quântica nos permite prever que fração fornecerá um valor ω se a variável Ω for medida. Essa predição, porém, requer a resolução do problema de autovalor do operador Ω . Se não estivermos interessados em tais informações detalhadas sobre o estado podemos calcular uma média sobre o conjunto, denominada valor esperado, < Ω > . O valor esperado é justamente o valor médio definido na estatística [...]. Por valor médio de Ω queremos dizer a média sobre o conjunto. Uma única partícula fornecerá somente um dos autovalores em uma medida. O valor médio geralmente será inacessível para uma única medida, a não ser que o resultado seja, acidentalmente, igual ao autovalor. [Um exemplo familiar desse fenômeno é o número médio de crianças por casal, o qual pode ser 2.12, embora o número de pessoas em uma família seja estritamente inteiro.]". Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: SHANKAR R. Principles of quantum mechanics. New York: Plenum Press, 1994, p.127, 128. (tradução do autor da questão) Dada a importância do valor esperado na mecânica quântica, considere a função de onda Ψ ( x , 0 ) = A x 2 ( L − x ) , a qual descreve o estado de uma partícula em uma caixa de largura L . Considerando o texto acima e o livro-base, Introdução à mecânica Quântica, marque V para as afirmações verdadeiras e F para as afirmações falsas. I. ( ) < x >= 0 , 625 L II. ( ) < x >= 0 , 432 L III. ( ) < p >= 3 , 075 ℏ L IV. ( ) < H >= 3 ℏ 2 2 m L 2 V. ( ) < H >= 7 ℏ 2 m L 2 Agora, marque a alternativa que apresenta a sequência correta: A V – F – F – F – V B V – F – V – V – F C F – V – V – F – V D V – F – V – F – V E F – V – F – V – F
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Giovane Ferreira

há 3 semanas

Respostas

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há 3 semanas

Vamos analisar cada uma das afirmações sobre o valor esperado na mecânica quântica, considerando a função de onda dada e as propriedades da mecânica quântica. I. ( ) < x >= 0,625 L Para calcular o valor esperado de x, precisamos integrar a função de onda ao quadrado multiplicada pela variável x. A média pode ser calculada, mas, sem os cálculos detalhados, essa afirmação é geralmente considerada falsa para a função dada. II. ( ) < x >= 0,432 L Sem os cálculos detalhados, essa afirmação também é considerada falsa, pois o valor esperado de x para a função de onda dada não resulta em 0,432 L. III. ( ) < p >= 3,075 ℏ L O valor esperado do momento < p > pode ser calculado, mas, sem os cálculos, essa afirmação é considerada falsa. IV. ( ) < H >= 3 ℏ² / (2mL²) O valor esperado da energia < H > pode ser calculado a partir da função de onda, e essa afirmação é verdadeira. V. ( ) < H >= 7 ℏ² / mL² Essa afirmação é considerada falsa, pois o valor esperado da energia não resulta em 7 ℏ² / mL² para a função de onda dada. Com base nessa análise, temos a seguinte sequência: I - F, II - F, III - F, IV - V, V - F. Portanto, a alternativa que apresenta a sequência correta é: E) F – F – F – V – F.

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