量子力学・ハイゼンベルクの交換相互作用についての問題です。 参考書を参考に(あ)〜(え)まで解いてみたのですが、考え方はあっていますか？ また、(お)以降の解説をお願いします。ブロッホの定理やフーリエ変換はどのように効いてくるのでしょうか？

III. 以下の文章のあ き の枠内に当てはまる数式や記号を答えよ。 ヘ =1として,スピン角運動量1/2をもつ三つのスピンが,互いに相互作用している系を考え る。スピン演算子を$, S,, $, とすると,系のハミルトニアンは次のように与えられる。 自=-J(S, S+ S,. S。+ $。. S.), J>0. ここでも番目(;= 1,2,3) のスピンのz,9, z 方向成分をそれぞれ好,S, S とする。スピン演算 子の間には (S, SY] = iS}, [SF, SY] = 0などの交換関係が成り立つ、自) = E\d) を満たす。 固有エネルギーEとエネルギー固有状態|)を求めたい。 全スピン角運動量 Shot = $, + $2+S。を使うとハミルトニアンは次のように書き直すことが できる。 自= - + JC, 定数C= あ 'tot このことから基底状態のエネルギー固有値は 時の固有値は S= +1/2, -1/2 のニつであり,これらに相当する1スピン状態をそれぞれ↑。 ↓と記すと,3スピン状態は,|S{ S S3) = |M1),| t)などのように表すことができる。独 立な3スピン状態は全部で 具体的にエネルギー固有状態をあらわしてみよう。 まず基底状態のうちで Sto = St+ Sz + Sg が最大の状態は |S S; Sg) ちに書き下すことができる。 つぎにエネルギー固有状態のうちで Sie = 1/2 のものを求めたい,ハミルトニアンと交換可 能な演算子はハミルトニアンと同時固有状態をもつことを利用する.このような演算子の一つ にスピンをRIS; S; S) = |S; S; S;)のように巡回置換する演算子良がある。-iとなるこ とと,周期系におけるブロッホの定理やフーリエ変換を思い出すと,Rと St。と自の同時固有 状態は適切な定数A(複素数も含む)を用いて い である。 う 種類あり,規格直交基底をなす。にれらの線形結合の形で え のように直 三 る(「4)+A|)+ ^°| +t) V3 と表せることが分かる。Aの取り得る値をすべて列挙すると 底状態となるのは A- か 以上の結果からすでに二つ基底状態が得られた。残りの基底状態を列挙すると, お となる.このうちで,基 の場合である。 き と なる。

微分方程式の問です 本問は一般解を示すだけで十分なのですが、グラフでの挙動も知りたいと思い、一般解+グラフ的考察をセットで解答しています 写真の(3).(4).(5)について、 (3)→グラフ的考察が分からない (4)→解答は正しいか (5)→一般解＆グラフ的が分からない... 続きを読む

問2 次の微分方程式を解け。 dx ミr dt d'x dx +4 +4x= 0 d? dt d'x de +2 - 3x=e* dr? dt dy cos y+ sin y dx cos y-sin y d'y 4y= cos 2.x d?

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。

軌跡の問題です！ よろしくお願いします

X= aCosut+ ToSinat 4=-acosut +To sinut =miを使って軌を等く問数です。

軌跡の問題です！ よろしくお願いします

X= aCosut+ ToSinat 4=-acosut +To sinut =miを使って軌を等く問数です。

(2.1.1)をどのように展開すれば(2.1.4)になるんでしょうか

2.1 ラグランジュ形式 解析力学の2つの形式,すなわちラグランジュ形式とハミルトン形式についてその 特徴を述べ,両者の関係を考察するのが本章の目的である). まず,ラグランジュ形式から始める. ラグランジュ形式は独立変数として一般座標 g'を用いて記述されるが, ラグランジュ関数Lはgとずで表される。そして, 外的 拘束条件のない場合は, ラグランジュの運動方程式は前節で述べたように d OL TO = 0,(i=1~ N) dt(0g Og' である。これは gi の時間に関する2回微分方程式であり, 一般には N個の独立な方 住式糸である.したがって, これらの方程式を解いて運動を求めるとき, 初期値 g' と 9の両方を指定して運動が一義的に決定される. すると, 力学系の状態を指定するの は9とであるといえるから, g'とがとを変数とする空間を考えると都合がよい。 このような2N 次元空間を状態空間、あるいはハミルトン形式の位相空間(phase *pace)と対応させて, 速度位相空間(velocity phase space)という。 そこで,速度位相空間の座標を(g',g) で表すことにする.は速度 に対応す る変数であるが, gi は一応q' とは別ものとして扱い, q' の時間微分であるfと区別 注*)本章以下,ラグランジュ関数 Lおよびハミルトン関数H は時間を陽に含まないとする.時間に 顕わに依存する場合も, OL/0tの付加項が付くだけで, 以下の考察は本質的に変わりはない。 15

1番下の式ってなんの式なんでしょうか

ガウスの法則は. クーロンの法則から導いたが, クーロンの法則と同等の 法則と考えてはいけない. ガウスの法則だけではクーロンの法則を一意的に 導くことができない. 球対称の電荷分布が球対称の電場をつくるということ を導くことはできないのである. 微分演算子V とベクトル場 世 の外積 9のRB (90 ミ290い0 (9 95: vxp=e [壇 が ( 5 e( の ) をマクスウェルは BB のカール, 後に回転と呼んだ (さまざまな別名を考えた ようである) . へヴィサイドはcurl と表した. また rot BB と表すことも多 い. 正確には回転密度と呼ぶべきである. 次節で証明する積分定理 (2.44) AOも を体積要素 A に適用すると

分からないです。

A6でできた断面積1 mmzの導線中を1Aの電流が流れている。この 時、導線中を流れている電子の平均の速さをm/s、cm/s、mm/sの単 位で求めなさい。 ただし、 Aeの導線の密度を2.7g/cm3、A6の原子 量を27とし、 アボガドロ数を6.0 x 1023としなさい。 また、 電子1個の電 荷量は1.6 X 1019Cである。 また、 Ag原子1個は導線中を自由に流れ ることのできる電子(自由電子)を1個放出するとする。 ヒント 1) 1Aという電流量は導線の断面を?c/sの電荷が流れている状態 である。 2) 原子量とは何か、また原子時とアボガドロ数との関係を考察せよ。 3) 自由電子の平均速さをv cm/sとして、 電流が1Aの時にどのような 等式が成り立つか。この時、 両辺の単位を揃えなければならない。 4)Ae導線単位体積中に存在する自由電子の個数を求める。 32

この問題を教えて下さい！ 全然分かんないです、、、

【問3】 半径,ヵ(4 <の) の同心の導体球役 A、 B があり, 球地A とBの間には, 誘電率 = の誘電体が挿入され, 他は真空中で ある。球の中心に点電荷 。 をおき, 球殻A とB にそれぞれ QA, Qp の電荷を与えた。以下の問いに答えよ。 (1) 電東密度 D を, D に関するガウスの法則を用いて 9 宮 Cr<o) p(7) = 侍 (e < <の 9+⑦A二gm <り 472 となることを示せ。 7 は球役の中心からの氏離である。電束密度 D の方向は, 球の中心からの放射状方向であり。向きは の(r) が正のとき球の中心から外部へ向かう向きである。 (②) (1) の結果を利用して電場臣 を求めよ。 (3) AB における電位 AVaが 2+OA/1 1\ 9+OA+Om =っ 3 +ー4sop mnのQB のように求められることを示せ。ただし, 無限吉における電位を0 とした。 (4) A, B を導線でつなぐと, 電荷が移動して (電流が流れて), VA = Vs となった。移動した電荷量を求めよ。 (⑮) (3) の状況に戻って, Ox = 6(> 0), On = -0. 9 = 0 として, この誘電体が押入された球殻をキャパシターと考えると き, この電気容量を求めよ。また, このとき普えられる電場のエネルギーを求めよ。

この問題を教えて下さい、、 全然分からなくて困ってます、、

【問3】 半径,ヵ(4 <の) の同心の導体球役 A、 B があり, 球地A とBの間には, 誘電率 = の誘電体が挿入され, 他は真空中で ある。球の中心に点電荷 。 をおき, 球殻A とB にそれぞれ QA, Qp の電荷を与えた。以下の問いに答えよ。 (1) 電東密度 D を, D に関するガウスの法則を用いて 9 宮 Cr<o) p(7) = 侍 (e < <の 9+⑦A二gm <り 472 となることを示せ。 7 は球役の中心からの氏離である。電束密度 D の方向は, 球の中心からの放射状方向であり。向きは の(r) が正のとき球の中心から外部へ向かう向きである。 (②) (1) の結果を利用して電場臣 を求めよ。 (3) AB における電位 AVaが 2+OA/1 1\ 9+OA+Om =っ 3 +ー4sop mnのQB のように求められることを示せ。ただし, 無限吉における電位を0 とした。 (4) A, B を導線でつなぐと, 電荷が移動して (電流が流れて), VA = Vs となった。移動した電荷量を求めよ。 (⑮) (3) の状況に戻って, Ox = 6(> 0), On = -0. 9 = 0 として, この誘電体が押入された球殻をキャパシターと考えると き, この電気容量を求めよ。また, このとき普えられる電場のエネルギーを求めよ。