資源描述:
《第07講簡單體系勢壘貫穿.doc》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、第07講簡單體系――勢壘貫穿前面討論了束縛態(tài).現在開始討論散射態(tài)。首先討論一維空間中勢壘貫穿問題.以方勢壘為;例,設勢場為(2.8.1)(2.8.1)式中,.正在經典力學中,若粒子能量E>U。,則粒子可能越過勢場,不受勢場影響,完全透射。若粒子能量Ea)其中是在x<0區(qū)中的入射波和反射波和反射波,和是在區(qū)中的右行的左行的波,是在區(qū)的透
2、射波。由于在區(qū)中無反射,因此不出現項。利用在和處波函數連續(xù)和波函數微商連續(xù)條件,得(2.8.4)(2.8.4)式中有四個方程式,但有五個未知數,因此利用簡單的代數運算,總可將表示為的函數,于是得(2.8.5)(2.8.6)利用概率流公式(2.3.17)式,可算出相應于入射波的入射概率流密度為=(2.8.7)相應于透射波的透射概率流密度是=(2.8.8)相應于反射波的反射概率流密度是(2.8.9)定義透射系數或稱貫穿系數為(2.8.10)反射系數為(2.8.11)(2.8.10)及(2.8.11)式表明,即使,在量子情況下,也不是所有粒子均能通過勢壘的(圖2.8.1)
3、。能貫穿勢壘的只是入射粒子流中的一部分,只有百分比為D的粒子可貫穿勢壘,而有百分比為R的粒子被勢壘反射。而由(2.8.10)及(2.8.11)式可證實(2.8.12)再討論情況,由(2.8.2)式可見,這時是虛數,令,(2.8.13)重復上述計算后可以證明,這時有(2.8.14)IIIIII圖2.8.1勢壘貫穿(2.8.15)因此,當時,也是既有反射波,又有透射波。對于低能粒子入射的情況,由于較小,因此較大,設可取為,由(2.8.14)式,注意到得(2.8.16)勢壘越高,U。越大,D越小;勢壘越寬,a越大,D也越小,因此勢壘越高,越寬,越難穿透,若,,,在非相對論
4、量子力學中,粒子不可能穿透無限高的勢壘。對于透射波,由于在時不為零,它的歸一化要另外討論。如果我們討論的不是方勢壘,而是方勢阱,則顯然,只是將上面的結果作代換-,即將(2.8.17)仍然可由(2.8.10)式給出方勢阱的透射系數?,F在討論在何種情況下D=1,粒子完全透射。顯然,若=0,,R=0,D=1,但這只是個平庸的情況,相當于粒子完全不受勢場散射。除此之外,若(n=1,2…)(2.8.18)D也等于1。這時的透射稱為共振透射,相應的共振能量(2.8.19)問題1若定義共振寬度為D從1降到1/2時,所對應共振能級的寬度為E,試證明當能量E增加時,E增加問題2設粒子
5、連續(xù)穿過兩個高度均為,寬度均為a的方勢壘,求透射系數。例1求勢壘的貫穿系數。解:對勢壘,勢場為((2.8.20)薛定諤方程是(2.8.21)對上述方程兩邊作積分,得(2.8.22)令,(2.8.23)代入(2.8.22)式得(2.8.24)由在x=0處的連續(xù)條件又可得1+Aˊ=C(2.8.25)聯立(2.8.24)式和(2.8.25)式,消去Aˊ,得C(2.8.26)透射系數是D==1=(2.8.27)