المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11580 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
القيمة الغذائية للثوم Garlic
2024-11-20
العيوب الفسيولوجية التي تصيب الثوم
2024-11-20
التربة المناسبة لزراعة الثوم
2024-11-20
البنجر (الشوندر) Garden Beet (من الزراعة الى الحصاد)
2024-11-20
الصحافة العسكرية ووظائفها
2024-11-19
الصحافة العسكرية
2024-11-19

الإطار المفاهيمي للسياسة المالية
31-10-2016
تفسير الاية (25-26) من سورة الفتح
9-10-2017
إعتبار الجهل بالحالة السابقة في أمارية اليد
24-4-2022
دعاؤه في الرضا إلى أصحاب الدنيا
12-4-2016
الهادي
25-7-2017
Pochhammer Symbol
19-5-2019

Harmonic Oscillator ABCs  
  
973   04:08 مساءاً   date: 18-8-2016
Author : Sidney B. Cahn, Gerald D. Mahan And Boris E. Nadgorny
Book or Source : A GUIDE TO PHYSICS PROBLEMS
Page and Part : part 2 , p 57


Read More
Date: 23-8-2016 1188
Date: 9-8-2016 1044
Date: 8-8-2016 1318

Harmonic Oscillator ABCs

Consider the harmonic oscillator given by

Define

a) Show that [a, a] =1.

b) Show that H = aa + 1/2.

c) Show that [aa, H] = 0.

d) Show that if |n⟩ is an eigenstate of N = aa with eigenvalue n:

then a |n⟩ and a |n⟩ are also eigenstates of N with eigenvalues n + 1 and n – 1, respectively.

e) Define |0⟩ such that a |0⟩ = 0 What is the energy eigenvalue of |0⟩?

f) How can one construct other eigenstates of H starting from |0⟩?

g) What is the energy spectrum of H? Are negative eigenvalues possible?

SOLUTION

a) Here we took m = 1, h = 1, ω = 1.

(1)

since the commutator

b)

c)

(2)

d) In order to demonstrate that a|n⟩ and a |n⟩ are also eigenstates of N, compose the commutator

(3)

by (1). Similarly,

(4)

Now,

(5)

Substituting (4) into (5) and replacing N |n⟩ by n |n⟩ we have

(6)

Rearranging (6) yields

(7)

as required. A similar calculation gives

(8)

We see from the above results that the application of the operator aon a state |n⟩ has the effect of “raising” the state by 1, and the operator a  lowers the state by 1 (see (f) below).

e)

since, by assumption, a |0⟩ = 0.

f) Since by (c), the number operator N = aa and the Hamiltonian H = aa + 1/2 commute, they have simultaneous eigenstates. Starting with |0⟩, we may generate a number state whose energy eigenvalue is 1 + 1/2 by applying the raising operator a. Applying a again produces a state of eigenvalue 2+1/2. What remains to be done is to see that these eigenstates (number, energy) are properly normalized. If we assume that the state |n⟩ is normalized, then we may compose the inner product

(9)

Up to an arbitrary phase, we see that

Starting with the vacuum ket |0⟩, we can write an energy eigenket |n⟩:

g) The energy spectrum is n + 1/2, where takes all positive integer values and zero. From (9) and the fact that the norm of the eigenvectors is positive (actually, 1), we see that n cannot be negative, and so no negative eigenvalues are possible.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.