量子力学なんですけど、わかる方いたら助けていただきたいです。

[問題 A] 235U の幾何学的断面積」を概算せよ。 [問題 B] 半径 R の標的粒子において、一様等方な電荷分布は、電荷密度: 3Q p(r) = 4TR3 50(R− r), (r= |x|) で与えられる。関数 0 (x)は次のように定義される: 1(x>0) 0(x) = 20(x < 0) 0). 形状因子: F(K)=dxp(r)e-ik.x, = √ d³ x (K = |K|) を計算せよ。 (ヒント: 極座標の軸を K 方向にとり、 K.x = Krcos0 とする。)

物理化学の質問です。 (x₁ : 溶媒のモル分率、x₂ : 溶質のモル分率) 浸透圧についての説明が画像のようにありました。途中までは溶媒の化学ポテンシャルについての式がメインで、RTln x₁=μ⁰₁L(P₀)-μ₁L⁰(P)→ μ⁰₁L(P₀)-μ₁L⁰(P)=-P(o... 続きを読む

268 浸透圧 図7.4.8を見てください。 半透膜を隔てて溶液と純溶媒が接しているとき、平 衡状態では、溶液側の圧力Pは純溶媒側の圧力P。よりも大きくなります。 この差 P-Poを浸透圧といいます。 本書では浸透圧をPosmotic" と書くことにします。 式7.4.5より、圧力Pの溶液の中の溶媒の化学ポテンシャルは次のようになり ます。 µ ₁1 (P) = µ ₁1° (P) + RT loge x₁ 圧力P。の純溶媒の化学ポテンシャルは次のように書けます。 MILO (PO) (式7.4.19*) (式7.4.20) 平衡状態では両方の化学ポテンシャルが等しいはずです。 この結果、次の式が 得られます。 *半透膜 前述したように、半透膜は溶媒のみを通すことができる。 *大きくなります 255ページでは両側のPtotal が同じであるとき、 溶質の分圧がどうなるか考えた。 そのときは平衡 osmotic になっていない。 ここでは平衡状態であるから、 溶質の分圧が両側で等しくなっている。 ★P 浸透圧を英語でosmotic pressure という。 *式7.4.19 溶液と純溶媒で圧力が違っているため､ μLL の圧力依存性をはっきりさせるために、μL (P) と書く。

なぜ、塩化バリウムを熱いうちにゆっくり加えると、共沈ができづらくなるのですか？また、なぜ沈殿が大きくなるのですか？宜しくお願いします🙇‍♀️

■試薬 塩酸, 0.1mol L' BaCl2 水溶液, 硝酸銀水溶液. ■操作 アルミニウムイオンの定量で水酸化アルミニウムとして沈殿させたとき保存して いた液と洗液の硫酸イオンを含む溶液を用いて以下の操作を行う。 ① この溶液に水を加えるか、濃縮して約250mLとする. ② 塩酸で微酸性にし、 時計皿をかぶせて内容物が飛沫として失われるのを防いだ 上, ほとんど煮沸するまで加熱する。 ③ 硫酸イオンを含む溶液に、沸騰した 0.1mol L' BaCl, 水溶液を撹拌しながら少量 ずつ滴下し、硫酸バリウムを沈殿させる(式(1.29 さらにおだやかに加熱を け, 沈殿を沈降させ,上澄み液にさらに 0.1mol L BaCl溶液を加えても新たに沈 を生じなくなったら, ピーカーの内壁および時計皿の液滴を洗びんを使って水で洗 こみ, さらに沸騰した 2mLのBaCl2 溶液を過剰に加え、 十分撹拌する。 ④ 沈殿を含んだ溶液に時計皿でふたをして少なくとも1~2時間湯浴上で加熱する (温浸) [注17] このとき, 溶液が約200mL以下に煮つまらないように,必要であれば精 製水を補給する [注18] ⑤ 大部分の沈殿をピーカーに残しながら定量用5Cの紙を通して上澄み液を通 する。 ビーカー内の沈殿は, 熱湯で数回デカンテーション (1.2.1項参照)により洗浄 する. 上澄みは紙を通して過し、 最後に, 沈殿をすべて紙上に移す。 液に塩 化物イオンが検出 [注19] されなくなるまで熱湯で沈殿を洗う。 ⑥ 沈殿を含んだ紙を, 恒量にした磁製るつぼに移し [20] 河紙を灰化してから約 15分間十分に赤熱した後, デシケータ中で放冷して質量をはかる。 ⑦ るつぼの沈殿に濃硫酸を1滴加え [21] おだやかに加熱して濃硫酸を揮散させる 刺激性の白煙となるのでドラフト内で行う)。 恒量に達するまで, 20分間の強熱 デ シケーター内で1時間の放冷を繰り返す。 ここでは BaSO として質量を求められるので, AIK (SO) 12 H2O (カリウムミョ のの基本管とり求める [注16] 熱いうちに 0.1mol L BaCl2 水溶液を少量ずつ､ゆっくり加えるのは、他の化学種の沈殿 (共沈)を少なくすることと, BaSO の沈殿の粒子を大きくするためである。 [注1] 温液とは、微細な PRAEL DRIFSO. TOLE により沈殿粒子を大きく成長させることができる。 塩酸酸性条件下で温浸することにより。 小さい結 晶が溶解し,より大きな結晶として再度析出する。 温浸する代わりに数日間室温にて放置してもよい。 [注18] 水の蒸発により濃縮されると吸着や共沈が起こるので液量には注意が必要である。

ブラックホールの周りが輝いているのは何故ですか？ 重力レンズのように後方の光が曲げられて見えてるからでしょうか？ ブラックホール付近で粒子どうしの摩擦による光でしょうか？

写真一枚目が問題で、2枚目が自分の解答です。E=n^2h^2/8mL^2となるはずなのになりません。どこで間違えているか教えてください。

長さLの無限に深い一次元井戸型ポテンシャル内にある質量 m の粒子の振る舞いは,以下の条件 下でのシュレディンガー方程式を解くことで求められる。hはブランク定数である。 d +U(x) (x)=D Ep(x) 8元'm dr U=0 0S×SL U= o x<0 またはL<x 粒子の波動関数は以下の形で表すことができる。nは1以上の自然数である。 p(x)==sinx VL L 間(1-1) 粒子のエネルギーを量子数nなどを用いて表せ。 2 sin

ドブロイ波長についてなんですが 波長の整数倍nと量子数nが一致する理由ってありますか？

標準問題 子の速さを1,真空のクーロンの法則の比例定数を ko とすると, 軌道半径rはe, m, ko, v との間にはたらく静電気力を向心力として, 等速円運動をしていると考える。このときの電 を用いてア=ア] と表せる。 軌道の周の長さ 2πrは, 量子条件より, 正の整数(量子数) 20原 124 A) 必147.〈水素原子モデル〉 次の文中の「ア]から「カに適切な数式や数値を入れよ。 ボーアは水素原子の構造に関する次のようなモデルを提唱した。 n, プランク定数hおよびm, uを用いて, 2πr=_イ」と表せる。この式は,ド·プロイに よって物質波の考えが導入されて以降,「2πrが定常状態の電子の波長(ド· プロイ波長)の 整数倍である」と考えられるようになった。これらの関係から, 量子数nの定常状態の軌道 半径r,はe, m, ko, h, n, π を用いて, グカ=ウ」と表すことができる。n番目の定常状 態にある軌道上の電子の全エネルギー Enは, 電子の運動エネルギーと,静電気力による位 置エネルギー(無限遠を基準とする)の和より, e, m, ko, h, n, π を用いて, En=エ と表される。このように, ボーアは水素原子の中で定常状態にある電子は,とびとびのエネ ルギー準位をもつという仮説をたてた。 ボーアの水素原子モデルにおいて, 電子が n=1 の定常状態にあるときを基底状態, n>2 の定常状態にあるときを励起状態という。量子数nの励起状態にある電子は,きわめて短い 時間で量子数n'("'<n)の状態に移り,その差のエネルギーを光子として放出する。このと き,放出される光子の波長入は振動数条件から, 真空中の光の速さcおよび e, m, ko, h, n, n', π を用いて, ー%=Dオ]と表される。 水素原子の示す線スペクトルの観測結果から得られた輝線の波長入は,リュードベリ定数 Rを用いてー=Rー)の規則性をもつことが示されていた。 ボーアの水素原子モデ ルによるリュードベリ定数の計算結果は, すでに知られていたリュードベリ定数の値と高い 精度で一致し,水素原子のスペクトルを理論的に説明することに成功した。リュードベリ定 数 R=1.1×10'/m とすると, 水素原子の線スペクトルのうち, 可視光線領域 (3.8~7.8×10-7m)の輝線群の2番目に長い波長は, 有効数字2桁でカ 1 1 2 n Im と計算できる。 [20 九州工大 改]

大学1年の物理の問題です。この問題の考え方を教えて欲しいです。 粒子のエネルギー準位の式を使って解けばいいことは分かったのですが、 (nx,ny,nz)がなにを表しているのかがいまいちよく分からないです。 第二励起状態は主量子数nは3だから…？となってしまい、知識の整理が... 続きを読む

3次元の直方体の箱の中に質量mの粒子が1つ閉じ込められている量子力学系を考える。直方体の辺の長さがそれぞ れa、a、aのとき、第2励起状態は何重に縮退しているか。

(4.39)の計算が下の説明を読んでもわかりません どなたか教えてください

参照)は, っれるテク 4.3 LSZ 簡約公式 77 .8 do A(p)) = Jd°p]2 -2元6(p -Vp°+ m° 0)(2元)°8°(p- p) 順序とし Z 7(2x)2E。 を得る。ここで,p° = \p° + m' = Ep, <0|¢(0) |p; m°> = \Z/(2x)°2E, ieiw max(z.…, z) 点グリー くp;m°| 0+ ie ((3.29)参照)を用いた。 ここまで来れば,pおよび ω積分は(デルタ関数があるので)簡単に実行でき エn)]|0> る。積分を実行した後に,pf に関して質量殻上の極限(→m? すなわち →、pf + m°)を取ると, A(pi)に pf-m° の極が現れる。すなわち, 4.37) (2元)/Z eip-/+ m)max (x). ….) A(p)T(2x)2E, -/pi+m? + ie (エn)] = くp;m'| 完全系 パ→、所+ m? i/Z R- m' + ie 『pi 責の中で V(2x)°2E»× くp;m°| P1 皆段関数 (4.39) の寄与 以外の つも行 m?> = である。最後の行では, 分母分子に pf+\pf+ m? を掛けて変形した。ここで 興味があるのは質量殻上(pR= m?, pf > 0) での極なので, 最後の行では, f = m° の極以外の飛は Ep, =Vpi + m? におきかえた.また,分母の 2/p + m?e を改めてeとおきなおした.これは, sが正の微小量であればよ いので,正当化される。 上の結果から,次の2つの重要な帰結を得る。1つ目は期待されたように,質 ら次の因 量殻上では,運動量空間でのグリーン関数から自由粒子のファインマン伝播関数 として pf= m° の極 (p-m'+ie) !が現れることである。2つ目は, 質量殻 上では波動関数のくりこみ定数、Z が現れ,それは散乱行列(4.33) での1//Z と相殺するという事実である. これは,波動関数のくりこみ定数Zが物理的な量 ではなく,観測量からは消え去るべき量であることを示唆する。(この点に関す る詳しい議論は,17.3.3項を参照,) 4.38) 4.3.6 LSZ簡約公式に対するコメント 首を終える前に, LSZ 簡約公式についてコメントをいくつかしておこう. まず, LSZ 簡約公式を導出する際に, 場φ(z)の相互作用に関する情報は必要 なかったことに注意しておく. つまり,相互作用の情報は, T積のグリーン関数 G(m+n) てる1粒 Um, I1, …, In)の中に含まれている.また, LSZ簡約公式は本 p).1 を 質的にグリーン関数のみで書かれているので, 散乱に関する情報はすべてグリー

マーカーのa(k)はa_H(k)をあらためてa(k)と置いてるということですか？

Xしていく: p) == a'(p)|0), |p,p2) = a'(pi)a'(pa)|0), このようた 態全体は,個数演算子·運動量演算子(I.8節)の固有ベクトル系と」 場の演算子の時間発展を生成消滅演算子によって表現するために,ハイゼン 完全系を構成する.より詳しく言えば,{|0), Ip.…pn) }(n=1,2,.. は,基底として一つのヒルベルト空間(Hilbert space)を張ることにから 量子力学·場の量子論で重要な役割を果たすこの空間と基底は,それぞ。 フォック空間(Fock space),フォック基底(Fock basis)と呼ばれている 必要な手続きは以上だが,上記 (3) には重要な事実が含まれている.すなに ち、{|0), Ip…p,)} が完全系ということは, 任意の物理的状態 ) が n -/IFk, |k,… k,) (ks… k,) (II.31) n=1 =1 と展開できるということである.この展開式は, 「多体系の量子力学と場の量子 論の同等性」も示している.つまり, 右辺の展開係数 (p,.…P,)は, n粒子 系の(運動量表示) 波動関数に他ならず, 従って, )による状態の「場の量子 論的な記述」は,1粒子波動関数, 2粒子波動関数, の総体による「量子力 学的な記述」と同等という訳である。 I.6 場の演算子の時間発展 る ベルク描像に移行しよう. このときゅは 中日(x, t) = e(-o) do(2)e-iH(t-to)

量子力学・不確定性関係についての問題です。 (6)が分かりません。(5)はhbar^2/8m(δx)^2と求めました。

II. 質量 m(> 0) の粒子の位置』,運動量pを表す演算子を,それぞれ,pとする。また,規格化 された状態)についての期待値を(z) = ()e|),(?) = (\) などと略記する.このとき, 粒子の位置eのゆらぎ 6= V(( - (e))?\$ と,運動量pのゆらぎ p= V{例(カ- (p))\) の間には、 ん 6zóp > 2 という不確定性関係がある。 (4)() と Sは,実験的にはどのように求められる量か.すなわち,どういう実験をしたとき に,その測定値からどのような式で求められる量か. (5) 運動エネルギーの期待値 のとりうる最小値を,m, óa, h で表せ、 2m (6) この粒子のハミルトニアンが,J,Kを正定数として, K 1 自=-+? 2m 2 6 で与えられるとする。基底状態のエネルギーは許される状態のうちで最小であることと, 上記の不確定性関係を用いて,基底状態の波動関数の空間的広がりの大きさ 6gを見積もれ。