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Física

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Considere o extrato de texto "A energia potencial de uma partícula de massa m presa a uma mola de constante de força K é dada por U ( x ) = K x 2 / 2 = m ω 2 0 x 2 , onde ω 0 = √ K / m [...]. Classicamente, o objeto oscila entre x = + A e x = − A . A energia total é E = m ω 2 0 A 2 / 2 , que pode ter um valor positivo ou nulo. Esta função energia potencial se aplica a qualquer sistema que esteja sofrendo pequenas oscilações em torno de uma posição de equilíbrio estável. Assim, por exemplo, pode ser aplicada às oscilações dos átomos de uma molécula diatômica como H 2 ou H C l oscilando em torno da distância de equilíbrio. [...] A função do estado fundamental, ψ 0 ( x ) , é uma função gaussiana simétrica em relação à origem, ψ 0 ( x ) = A 0 e − a x 2 , onde A 0 e a são constantes [...]. Como no caso do poço quadrado, o primeiro estado excitado do poço de potencial associado ao oscilador harmônico apresenta um nó no centro do poço. A função de onda ψ 1 ( x ) é dada por ψ 1 ( x ) = A 1 x e − a x 2 [...]". Após esta avaliação, caso queira ler o texto integralmente, ele está disponível em: TIPLER Paul A. Física. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000, p.6, 7, 8. vol.3. O estado inicial de uma partícula de massa m , sujeita ao potencial de um oscilador harmônico, é descrito pela combinação de dois estados estacionários Ψ ( x , 0 ) = A [ ψ 0 ( x ) + ψ 1 ( x ) ] . Considerando o texto acima e o livro-base, Introdução à mecânica quântica, marque V paras as afirmações verdadeiras e F para as afirmações falsas. I. ( ) < x >= √ ℏ m ω c o s ( ω t ) II. ( ) < x >= √ ℏ 2 m ω c o s ( ω t ) III. ( ) < x >= √ ℏ 2 m ω c o s ( π ω t ) IV. ( ) < x >= √ ℏ m ω c o s ( π ω t ) V. ( ) < x >= √ ℏ 2 m ω c o s ( 2 π ω t ) Assinale a sequência correta: A V – F – F – F – F B F – V – F – F – F C F – F – V – F – F D F – F – F – V – F E F – F – F – F – V
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Robson Roni

há 2 meses

Respostas

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há 2 meses

Vamos analisar cada uma das afirmações sobre a expectativa de posição de uma partícula em um oscilador harmônico quântico: I. ( ) < x >= √ ℏ / (m ω) cos(ω t) Essa afirmação é verdadeira. A expectativa de posição para um estado que é uma combinação de dois estados estacionários em um oscilador harmônico é dada por essa expressão. II. ( ) < x >= √ ℏ / (2 m ω) cos(ω t) Essa afirmação é falsa. A expressão correta não possui o fator 2 no denominador. III. ( ) < x >= √ ℏ / (2 m ω) cos(π ω t) Essa afirmação é falsa. A expectativa de posição não deve ter o fator π na função cosseno. IV. ( ) < x >= √ ℏ / (m ω) cos(π ω t) Essa afirmação é falsa. Embora a forma geral esteja correta, o argumento do cosseno não deve ser π ω t. V. ( ) < x >= √ ℏ / (2 m ω) cos(2 π ω t) Essa afirmação é falsa. Novamente, a expectativa de posição não deve ter o fator 2 no denominador e o argumento do cosseno não é adequado. Portanto, a sequência correta é: A V – F – F – F – F.

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