مقالات

قضیه برهم نهی کوانتومی: یک رویکرد ریاضی


در آخرین مقاله ام در مورد آن صحبت کردم قضیه متعامد آنچه لازم است
پیش نیاز برای درک ریاضیات پشت برهم نهی کوانتومی. همراه
با آن، یک محاسبه اولیه با آگاهی از احتمالات لازم است
متن زیر را درک کنید
زیرا ممکن است آنقدر که شما در آن می بینید پیچیده به نظر نرسد
مستند، اگر متن را بفهمید جذاب تر است و
از این جمله حمایت کنید: “حقایق عجیب تر از داستان هستند.”
بنابراین، بدون چیزهای زیادی
هنوز کمی دیر، بیایید شیرجه بزنیم…..
فرموله کنید
اصل برهم نهی، ابتدا باید در نظر بگیریم پتانسیل معین V(x) و
برای این پتانسیل، معادله شرودینگر حل شد
. این یک عدد می دهد
توابع موج
🝜ᵢ(x) و آنها مقادیر ویژه مربوط به انرژی Eᵢ.
اکنون باید هر راه حل جداگانه را به صورت خطی ترکیب کنیم
جمع برای ساخت یک تابع دیگر
🝚(x) و او را مانند ‘عملکرد سوپر موج‘.

🝚(x) = 🝚ᵢ unᵢ🝜ᵢ(x) (1)

اینجا، unᵢ هستند ضرایب انبساط. بزرگ شدن
ضرایب،
unᵢ نشان دهنده درجه ای است که تابع موج کامل دارای شخصیت e استتابع igen 🝜ᵢ.
همچنین، بر اساس قیاس، می توان گفت که ضرایب هستند
پیش بینی تابع موج بر روی توابع ویژه اپراتور.

استانداردسازی از 🝚(x)
در محدوده 🝜ᵢ(x) رهبری کرد
ما
🔻 (🝚ᵢ unᵢ🝜ᵢ)( 🝚ⱼ الفⱼ*🝜ⱼ*) = 1 (2)
حالا میتونیم تبادل کنیم
اگر ادغام و جمع تا آنجا که ممکن است بدون از دست دادن کلیت انجام شود، ترتیب دهید
در معادله 2. پس پس از مبادله به دست می آوریم،
🝚ᵢ 🝚ⱼ unᵢ الفⱼ* ⟨🝜ᵢ | 🝜ⱼ*⟩ = 1 (3)
اینجا بعد
با تنظیم مجدد، توابع موج برای i و j با نماد دیراک نشان داده شد.
اگر می دانید قضیه متعامد، پس باید با آن آشنا باشید
این نماد اگر نمی دانید، به شدت به شما توصیه می کنم
اول بخون بعد ادامه بده

بنابراین، پس از
مراحل بالا، می‌توانیم از قضیه متعامد برای ساده‌سازی معادله 3 استفاده کنیم. همانطور که ما
بدان که،
⟨🝜ᵢ | 🝜ⱼ*⟩ را می توان ساده کرد
به
.^j
. دوباره متعامد بودن
قضیه، ما می دانیم که
.^
j
فقط زمانی 1 است
i = j
. برای همه شرایط دیگر، مقدار 0 است.
unᵢ unᵢ* = unᵢ².

بنابراین اکنون معادله 3 ما به صورت زیر اصلاح می شود:

🝚ᵢ unᵢ² = 1 (4)

حالا ما باید
مقدار مورد انتظار را محاسبه کنید
🝚(x)
برای سوئیت ما
تحقیق….
⟨E⟩ = 🔻 🝚(اچ 🝚*)dx = 🔻(🝚ᵢ unᵢ🝜ᵢ){ اچ 🝚ⱼ الفⱼ*🝜ⱼ*} dx (5)
در اینجا ما استفاده کردیم
عملگر همیلتونی زیرا معادله کلی مقدار مورد انتظار را ایجاب می کند
یک اپراتور، و در مورد مقدار مورد انتظار انرژی، اپراتور است
همیلتونین (H)
.
همچنین، پایه
فیزیک کوانتومی، ما می دانیم،

H(🝜ᵢ) = Eᵢ 🝜ᵢ (6)

⟨E⟩ = 🔻{ (🝚ᵢ unᵢ🝜ᵢ)( 🝚ⱼ Eⱼ
الفⱼ*🝜ⱼ*) } dx

یک بار دیگر ما باید
همان روشی را که برای کاهش معادله انجام دادیم دنبال کنید. (2) در معادله (3)
⟨E⟩ = 🝚ᵢ 🝚ⱼ Eⱼ unᵢ unᵢ* ⟨🝜ᵢ | 🝜ⱼ*⟩
و با تعامد
قضیه،
⟨E⟩ = 🝚ᵢ Eᵢ unᵢ² (7)
بنابراین، از معادله 7 می فهمیم که
مقدار مورد انتظار انرژی برای حالت برهم نهی صرفاً مقدار وزنی است
مجموع انرژی هر یک از انرژی ها و ضرب در مربع
ضرایب انبساط (عوامل وزنی)
.
وجود دارد دو
فرضیه های اصلی مکانیک کوانتومی
و بر اساس این فرضیه ها
می توانیم قضیه برهم نهی را تشکیل دهیم
. آنها به شرح زیر است:
1) اگر یک سیستم می تواند
در یکی از حالت های ویژه باشد
🝜ᵢ، سپس
همچنین می تواند در حالت برهم نهی باشد که در رابطه 1 توضیح داده شده است.
نیازی نیست که سیستم در حالت تمیز باشد و ممکن است متفاوت باشد
.
2) وقتی کسی ادامه می دهد انجام اندازه گیری برای تعیین
وضعیت سیستم
، سپس تابع موج فوق العاده یا حالت برهم نهی (
🝚) در یکی از حالت های ویژه فرو می ریزد 🝜ᵢ. برای پیدا کردن احتمال
از سیستم
در شرایط خوب
🝜ᵢ
شاید محاسبه شده توسط با استفاده از unᵢ². این است
چرا می توانید ببینید معادله 4 دارای مقدار 1 است مانند مجموع همه احتمالات است
همیشه 1
.
در مقالات بعدی من، متوجه خواهید شد آماده سازی
ساختار ریاضی نظریه های پیشرفته مانند اختلال
و تنوعروش ها. این نظریه ها هستند مبنای روش های تقریب که هستند
استفاده شده در مکانیک کوانتومی.
پس فراموش نکنید مشترک شوید و ما را دنبال کنید
وب سایت (دکمه ها در نوار کناری سمت راست موجود هستند)
و f
دنبال کردن من در شبکه های اجتماعی برای به روز رسانی….

ممنون که خواندید!!!

از دیگر پست های وبلاگ من دیدن کنید!!!

فراموش نکنید که این پست را در شبکه های اجتماعی خود به اشتراک بگذارید تا دانش همه را غنی کنید!!!

همچنین برای اطلاع از آخرین به‌روزرسانی‌های پست‌های من، به من بپیوندید توییتر


-Ratnadeep Das Choudhury

بنیانگذار و نویسنده The Dynamic Frequency




Source link

نوشته های مشابه

همچنین ببینید
بستن
دکمه بازگشت به بالا