В потенциальный ящик шириной 10см поместили частицу массой 10-23г. Будет ли спектр этой частицы дискретным? Почему?
от

1 Ответ

Дано:
Масса частицы (m) = 10^-23 г = 10^-26 кг
Ширина потенциального ящика (L) = 10 см = 0,1 м

Найти:
Будет ли спектр этой частицы дискретным

Решение:
Для определения дискретности спектра частицы в потенциальном ящике используется условие квантования. Для одномерного ящика длиной L условие квантования выглядит как:
L = n * λ / 2

Где n - целое число (квантовое число), λ - дебройлевская длина волны частицы.

Дебройлевская длина волны частицы связана с её импульсом (p) следующим образом:
λ = h / p

Где h - постоянная Планка.

Импульс частицы можно выразить через её кинетическую энергию (K) и массу (m):
p = √(2 * m * K)

Если частица имеет достаточно высокую кинетическую энергию, то расстояние между уровнями энергии становится меньше ширины ящика, и спектр становится непрерывным. В данном случае, масса частицы очень мала, что приводит к высокой кинетической энергии и непрерывному спектру.

Ответ:
Спектр этой частицы будет непрерывным из-за высокой кинетической энергии, обусловленной малой массой частицы.
от