Gói sóng lượng tử

Chồng chập nhiều thành phần sóng tạo biên độ tập trung trong một miền không gian. Gói chuẩn hóa được có phân bố và có thể biến dạng theo thời gian.

Lĩnh vực: Cơ học, nhiệt, điện từ và lượng tử

Định nghĩa trên trang này được dùng trong lĩnh vực vừa nêu. Một từ giống nhau ở môn khác có thể mang nghĩa khác.

Bài giảng dùng khái niệm này

• Cơ học lượng tử I: Hàm sóngVật lý 2

Giải thích kỹ thuật

Một sóng phẳng có số sóng xác định trải khắp không gian. Muốn định xứ hạt, ta chồng những thành phần có nhiều số sóng với biên độ và thích hợp. Hai sóng riêng lẻ tạo nhịp lặp lại, còn một gói định xứ đòi phổ thành phần thích hợp.

Với hạt tự do phi tương đối tính, góc phụ thuộc bình phương số sóng. nhóm của một gói hẹp phổ là

$$v_g=\frac{d\omega }{dk}=\frac{\hslash k}{m}.$$

Các thành phần có nhóm khác nhau làm gói có thể giãn theo thời gian. Vị trí tập trung của gói và của các gợn bên trong là hai đặc trưng khác nhau. Không đồng nhất vận tốc pha với tốc độ của hạt.

Ví dụ

Một electron tương đối định xứ cần nhiều số sóng, thay vì chỉ một sóng phẳng kéo dài khắp không gian.

Khi nào cần dùng?

Liên hệ vị trí, phổ , nhóm và sự của một hạt tự do.

Câu hỏi ôn lại

Chồng hai sóng phẳng đã tạo một gói chuẩn hóa được trên toàn trục chưa?

Xem đáp án

Chưa. Hai sóng cho những dải lặp lại vô hạn. Muốn một gói định xứ chuẩn hóa được, cần dạng chồng chập thích hợp.

Thuật ngữ liên quan

• Chồng chập hàm sóng
• Bước sóng de Broglie
• Phương trình Schrödinger

Tài liệu tham khảo

Young & Freedman, University Physics with Modern Physics, ấn bản 15, chương 40, trang 1321–1350.