Wave Mechanics in One Dimension - ภาควิชาฟิสิกส์

Quantum Mechanics ระดับบัณฑิตศึกษา 6 Wave Mechanics in One Dimension 6-43Section ที่ผานมา เราไดศึกษาระดับพลังงานและ wave function ของระบบที่ถูกขังอยูในบอพลังงานศักย ซึ่งเปน model ที่เราใชในการศึกษาพฤติกรรมของอิเล็กตรอนที่อยูภายในชั้นของ quantum wellในคราวนี้เราจะมาศึกษาระบบที่พลังงานศักยมีลักษณะเปนเหมือนกําแพง เรียกวา "potential barrier"หรือ กําแพงศักย ซึ่งกําแพงดังกลาวเปน model ในการศึกษาการทดลองที่เรียกวา scatteringexperimentincident beamreflected beamtransmitted beamภาพ 6.8 ในเมื่อเราจํากัดการกระเจิงใหอยูแตเพียง 1 มิติ ทิศทางในการ scattered จึงมีไดเพียง 2 ทิศคือ 1) ยอนกลับ หรือที่เรียกวา reflected beam และ 2) ทะลุผาน หรือที่เรียกวา transmitted beamใน scattering experiment อนุภาคที่มีพลังงานสูงจะถูกยิงเขาสูเปาหมาย เมื่อเขาใกลก็จะมีinteraction กับสิ่งที่กําลังกีดขวาง และอนุภาคก็จะเกิดการ "กระเจิง" หรือ "scattered" ไปในทิศทางตางๆกัน เพื่อใหงายตอการศึกษา เรามาวิเคราะหการทดลองดังกลาวโดยใช model แบบงายๆใน 1มิติ และในเมื่อเราจํากัดการกระเจิงใหอยูแตเพียง 1 มิติ ทิศทางในการ scattered จึงมีไดเพียง 2 ทิศคือ 1) ยอนกลับ หรือที่เรียกวา reflected beam และ 2) ทะลุผาน หรือที่เรียกวา transmitted beamขอควรระวัง นักศึกษาตองไมลืมวาภาพ 6.8 เปนกราฟที่แสดงความนาจะเปนที่จะพบอนุภาค ซึ่งแทที่จริงแลว เมื่ออนุภาคพุงเขามามี interaction กับกําแพงศักยแลว จะปรากฏวามันทะลุผานหรือสะทอนกลับนั้น เปนเรื่องของความนาจะเปน ภาพ 6.8 มิไดหมายความวาอนุภาคพุงชนกําแพงแลวแตกออกเปนสองเสี่ยง ซึ่งสวนหนึ่งทะลุผานและอีกสวนที่เหลือสะทอนกลับPlain-Wave Model of Particle Beamแตทวา ใน scattering experiment ทั่วๆไปแลว เรามิไดใชอนุภาคเพียงอนุภาคเดียวในการทดลองแตเปนลักษณะของ particle beam หรือ ลําของอนุภาคจํานวนมากที่พุงเขาสูเปาหมาย ยกตัวอยางDr. Teepanis Chachiyo ภาควิชาฟสิกส มหาวิทยาลัยขอนแกน teepanis@kku.ac.th Draft Oct 2009