양자물리학실험 | Quantum Analogs

 

 

 

TIP

 

 

공명구조 속의 공기 중의 음파를 이용하여 슈뢰딩거 방정식에 대한 물리적 직관을 키우도록 한다.

 

 

범위 0에서 a사이에서 포텐셜 V(x)가 0, 그 이외의 범위 에서는 V가 무한대인 무한히 깊은 사각 포텐셜 우물을 생각 해 보자. 이 우물 안에서 움직이는 입자는 완전 자유 입자나 다름없지만, 우물의 양 끝점에서 입자는 무한히 큰 힘을 받기 때문에 포텐셜 우물을 빠져 나갈 수는 없다. 따라서 포텐셜 우물의 바깥 부분에서 파동함수 Ψ(x)는 0이고 우물 안쪽에서는 다음과 같이 시간에 무관한 슈뢰딩거 방정식이 성립한다. (이때 E≧0 이다.)

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실험 방법

1. An analog to a quantum mechanical particle in a box

1) 컨트롤러의 sine wave input과 컴퓨터의 사운드 카드, 튜브에 달린 스피 커와 컨트롤러의 speaker output, 튜브의 microphone과 컨트롤러의 mocrophone input, 컨트롤러의 AC-monitor와 컴퓨터의 microphone을 연결한다.

 

2) Spectrum SLC.exe 프로그램을 실행 시킨 뒤 configure>input channel /volume>mic 로 설정을 한다.

 

3) 튜브의 개수를 바꾸어 가며 나타나는 주파수의 그래프 모양을 관찰한다.

 

2. Modeling a hydrogen atom with a spherical resonator

1) 튜브 대신 수소원자 역할을 할 알루미늄 구를 튜브의 자리에 놓고 나타 나는 주파수를 관찰하고 각도 α를 바꾸어 가며 나타나는 구의 조화진동 그래프를 그려본다.

 

2) 두 반구 사이에 spacer ring 을 넣어 symetry를 깨트린 뒤 주파수의 변화를 관찰한다.

 

 

 

[양자물리학실험]Quantum Analogs 레포트