Funkcja falowa elektronu uwięzionego w jednowymiarowej nieskończonej studni
potencjału o szerokości L ma postać ψn(x) = A sin(nπ/L x) dla 0 Oblicz amplitudę tej funkcji.


Odpowiedź :

[tex]\psi(x)=A\sin{(\frac{n\pi}{L} x)}[/tex]

Warunek unormowania

[tex]\int_0^L{|\psi(x)|^2\, dx}=1\\[/tex]

żeby się nie szarpać z wrednymi całkami z sin^2(x) zastosuję wzór Eulera

[tex]\sin(kx)=\frac{e^{ikx}-e^{-ikx}}{2i}\\|A|^2\int_0^L{\frac{e^{2ikx}+e^{-2ikx}-2}{-4}\, dx}=1\\|A|^2\left(\frac{1}{2}L-\frac{1}{2}\int_0^L{\cos{(2kx)}\, dx}\right)=1\\|A|^2\frac{L}{2}=1[/tex]

całka z cosinusa znika, gdyż całkujemy po przedziale równym 2 razy okres

[tex]A=\sqrt{\frac{2}{L}}e^{i\phi}[/tex]

zwykle bierze się tutaj rzeczywisty współczynnik A, lecz jeśli chcemy uwzględnić tzw mod zerowy wzbudzeń (mod Goldstona), to trzeba także uwzględnić globalną fazę.

pozdrawiam