この問題の解答を作っていただけませんか。院試の勉強に役立てるつもりです。

問題1 粒子の質量 m、ばね定数K の1次元調和振動子を考える。波動関数 y=N.exp( 26 ) yo N=exp(-1211 ) exp(61) - 2017(6) 00: = non! を考える。ここで、yは1次元調和振動子の基底状態、*およびらはフォノンの生成および消滅演 算子 z は複素定数である。 (4) (5) の解答はm、 K を用いずに、講義でも用いた実定数 1 a = V h = = ħ² (mk) = ½ 4 mo z、および、hを用いて表せ。 (1)は規格化されたエネルギー固有関数y=(6) を用いて 8 1 y = N₂Σ n=0 Vn! と表すことができることを示せ。 (2)yが演算子の固有関数であることを示せ。 さらに固有値を求めよ。 (3)が規格化されていることを示せ。 (4)yによる位置演算子の期待値x、運動量演算子のx 成分 px の期待値を求めよ。 (5)位置のゆらぎ4x=√<yl(i-xy)、および運動量のx成分のゆらぎ4p=<yl(p.-P)^v)を を求めよ。 この結果を用いて、不確定性関係が満たされていることを確認せよ。 (6) 初期条件(0)=yの場合の時間に依存したシュレディンガー方程式の時刻 t での解をy(t) と 表す。B(t)=(y(t) (1) とする。 〈4 (1) 6y(t)) をB(t) を用いて表せ。 (7) B(t)の満たす微分方程式を導出し、その一般解を求めよ。 (8)時刻tでの解y(t)による、位置、運動量のx成分の期待値を求めよ。初期状態のzは z=rexp(i0)、 ここでおよび0は実数である、で与えられるとし、期待値を、a、r、 0、 w、 t、および、hを用 いて表せ。

∂φ(r)/∂xの計算が分かりません。 r^nの偏微分を利用するのは分かるのですが、青線が引いてあるところはどこからでてきたのですか？

Date p.46. 38. 原点におかれた電気双極子モーメントIPによる電位は、 中(ル)= IP r ただし、 4TE0 (r=jx+y+22) r3. で与えられる。この電位(ル)が原点以外の点でのラプラスの 方程式(1)=0を満たすことを示せ。 電位(水)に対し、まずxについての偏微分を計算する。 rxについての偏微分は a n 2x =nxhn-a 1-2 である。この式でn=-3またはn=-5とおくと、 a 12/12(1/13)=3/ r5 Jx (1/15)=-5 24 よって、これらの式を用いて 20117) 1 pa ·3 (1P. (4) 26 ax 47280 r5 220(17) 3 7x 4 2Pxx+(ipr) r5 r + 15 ₤1P.1+) x² L を得る。y、2についての偏微分も同様に計算され、 Jy 4 RED 2Dyyt(mm) 15 2-3 2p22 + (11-1) -32032+(1) +15 +15(IP:18) 82 ( 220(12) 2 47E0 4πEO ) -3 1220 (5) -222 4匹20 となる。したがって、ハリ帖 FREE (cf -32 ((pir) + 3 (pp. 18) +15 (1p₁ir) n² (=0. 5 となり、たしかに電位(ル)は原点以外の点でラプラスの 方程式を満たしている。原点ではΦ(1)は無限大になり、 微分が存在しない。

大学の物理学で次元についての問題です。 問題は画像にある通り、誤りの部分を指摘してほしいです。お詳しい方教えて頂けると嬉しいです。よろしくお願いいたします。

2) 「xは時間の次元をもつ量である。 px2+y=x2が成り立つとき、 p,qの次元を答えよ。」と いう問題に対して以下の解答があった。その解答の誤りをすべて指摘し、正しく書き直せ。 解答:時間の次元をTで表す。与えられた等式の右辺の次元はT2であるから、左辺も2つの項を合わせてT2の次 元を持つ。 pの次元を Ta、qの次元をTとするとき、左辺第1項の px2はTa+2、第2項のは122の次元を持つ 。従って左辺全体の次元はTa+2+2であるから、右辺と比較してa+2 +-2=2が成り立つ。これを整理する と、a+2=2となる。 次元は正の整数でなければならないので、 a=1、b=2のみが可能である。つまりの次 元は時間の1乗、 qの次元は時間の2乗である。

物理です。わかる方いましたら教えていただけると幸いです。

12 (10点) エポキシ 鉄鋼 エポキシ 樹脂 材料 樹脂 入射波ei(kx-wt) 反射波 rei-kx-wt) 透過波 tei(kpx-wt) 0 x [m] L=20mm 図のように厚さ20mm の鉄鋼材料の板がエポキシ樹脂層に挟まれているとする. 左のエポキシ 層から入射した 4000 Hz の波の透過率 Tと反射率 R を求めよ. 鉄鋼材料のヤング率は 200×10% Pa, 密度は 7800kg/m²であり, エポキシ樹脂のヤング率は3.5 × 10°Pa, 密度は1200kg/m²であ るとする.

電気双極子がつくる電場の導出過程において、 赤線部分の式変形が分かりません。 ご解説よろしくお願い致します。

9 電荷と静電場 電荷の大きさを4, 負の電荷から正の電荷にいたるベクトルをdとするとき, p=gd をその電気双極子の双極子モーメントという (図 9.26) 電気双極子がどのような電場をつ (9.43) くるかはpによっている。 一酸化炭素COや水H2Oなどの分子は電気的に中性だが,電子による負の電荷の分布の中 心と原子核による正の電荷の中心が少しずれている。このような分子は電気的には電気双 極子とみなすことができる. 電気双極子による電場を,まず電位を求め,それから式 (9.42)によって電場を計算す る,という方法で求めてみよう. 1 V(r)= 4760 (√r-d/2\_\r+d/21) 正負の電荷の中心を原点とし,正の電荷g はd/2に,負の電荷-gはd/2にあるとする. このとき, rにおける無限遠を基準点にする電位は,式 (9.37 ) により 191 図 9.26 電気双極子 1 \r-d/2 = (r²-d.r) + = 1/(1+d+r) となる。第2項はdの符号を変えればよいから, となる.ここで|d|は小さく, |d|<|r|であるとして, dについて1次までの近似でV(r) を 計算する. 式 (9.44) の( )内の第1項では, dについて2次以上の項を無視すれば, |r-d/2|=(r-d/2)・(r-d/2) r²-d.r したがって,式 (A.28) の近似を使って dr \r+d/2₁ ==—= (1-2;r) となる。これを式 (9.44) に代入し, (9.44)

3次元調和振動子の問題です。(10)がわかりません。(6)〜(9)は2枚目のように考えました。

II.質量m、角振動数u(> 0) の1次元調和振動子について考える。この系の定常状態に対する シュレーディンガー方程式は以下のように与えられる: mw?2? -)(a) = Ey(z). d? 2m da? 2 この式は d d -e da 1 a= at l= V2 de mw を用いて (cla+)W) - EWe) Fwla'a と書き直せる。 (6) 基底状態のエネルギー Eと波動関数 o(x)を求めよ(規格化しなくてよい)。 (7) 第1励起状態のエネルギー Eと波動関数()を求めょ(規格化しなくてよい)。 次に3次元調和振動子を考える。この系の定常状態に対するシュレーディンガー方程式は以下 のように与えられる: (( )fャ) (2,9, 2) = E(z,y, 2). (iv) 2m 2 (8) 基底状態のエネルギーを丸,m,wのうち必要なものを用いて表せ。 (9) 第1励起状態の縮退度 Dを求めよ。 (10) 第1励起状態で L。 i ー 2 8z の固有状態であるD個の線型独立な波動関数を (vi) と書く。式(vi) の関数の具体形(規格化しなくてよい)とL。に対する固有値を求めよ。

緑のところがなぜこうなるのか教えてください

別の経路に沿った線積分 B A→P→B の経路に沿った線積分 ィ= (1,2) p= (1,4) = (2,4) 2| A DA→Pの経路の式:x=1 12 X rFPx. dx + y·dy 1 4 X W dx + 三 三 r3 (x2+ y?)3/2 Je (x2 + y?)3/2 @y FA 4 y =0 + (1+ y)3/zdy 2 t=y?+1 →dt = 2ydy 17 dt 1 1 W, = 三 V17'V5 5

3番目からなぜ4番目の式になるのかわからないです💦 2はどこにいったのですか？？

o <PX手Pc0P4め ay 長うinメ1-h。 2x) sinde 談にリ、 元208tn Sin'(- )A てんe 0 Sinx ax

問7で、なぜmω-Mω=0になるんですか？

7 2 7 Keg>NA3) / 人 RRBZETTIPX2EEEXYETirEX3 -N7 "%マィ| 6 MIミミ 9:細『 つのら る人の6表門 “91ミ学る SYOI7半理証人9Yけ導Y VS学1トの]19S YORIMO 聞弥『 のいっ]ネ伯東田のくき取"記示 有理上屋民Ge導人7 デー 7 必w(一婦4 で浴叶メサテアい田えの中 YYでの0 2 2 w コス(⑳きミ取のミマ在昌和導> 0 0ツキ V 中見軸の L園 コマ "キマ明せみせる 守るせY=)| 6 |一| ZZ |本球の中京%のR る団 9 >いい ミ杏のミスを芯堅ネ 語*聞夏VYミナス0のvV中園田 !国 (0 We) "キミ景2の1 ZMXO [画同6 半 { 図 ペ 5 いう 1Y本に還提の評近提 思N2GND3 ] | Si | 回合還 | 号還時の可還宮 四Nt宮 | 生還 > 明更有恒>と弄=)閥の 時器宮の王暑 (登) の 22 9 20) -弄国生暑

1枚目の1番下の式から、2枚目の1番上の式への変形がわかりません 教えてください🙇‍♂️

時どの に ン 0の^ 1 7 AREか 6 eo 1 三にーー | px0diy (gadrコ y = の (5.10) 47e) ソァ。 書きかえられる. ここで微分記号のゲッシは変数に関する 科分ととることを意味する. さて 領域 V。は無限小の領域であ るから, 電荷分布 Cr) が観測点 * とその近傍で有限な値とをもっ ている限り, (5.10) の右辺の 。 を積分の外に出すことができる. 由 り A@() 三 硫。 や) ト div(gwed)dz となる. こことでガウスの定理を利用すると, 上の体積積分は半径 の微小球の表面 S。上の面積分に変換される. すなわち AGで) =っテーの) 上 (wedっ) .ZdS こことで は微小球の表面上に外向きに立てた単位法線ペベクトル であぁある. この面積分は次のようにして実行される. すなわち エー oo ん a1 ポアッソンカ理式の解