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物理 大学生・専門学校生・社会人

この量子力学の一次元ポテンシャル問題が分かりません.可能であれば解説をしていただきたいです.初心者なので丁寧に教えて下さい!

3.w(x)を実関数として以下の形に書くことができるポテンシャルに対する質量mの粒子 の1次元ポテンシャル問題を考える. =2727 V(x) = 2m ·(w¹²(x) — w'(x)). (3.1) ここで,'はxによる微分を表す。例として,w(x)=(mw/2h)x2のときにV(x)はよく知られ た角振動数の調和振動子のポテンシャルから定数を引いたものになる. (a)を運動量演算子,父を位置演算子として、この系のハミルトン演算子は,一般にある 適切な実関数f(x)を用いて 1 2m =(i+if(x))(i-if(x)) (3.2) という形に書くことができる. f(x) を具体的に求めることでこのことを示せ.このこと から,この系のエネルギー固有値 En (n=0,1,...)は非負であることがわかる. 以下では, EoE1E2.・・とする. (b) エネルギー固有値E。=0の束縛状態が存在する場合を考える.この基底状態の波動関数 (x)を求めよ. ただし, 規格化定数は問わない. (c) ポテンシャルV(x)が V(x)= == 2 2 h² + = 1 ;(tanh?(x/a). ma² cosh2(x/a) 2ma² 2ma2 cosh² (x/a)) (3.3) (aは定数) のとき,対応するw(x) を求めよ. また, その結果を利用して、ポテンシャル が 2 U(x) = - ma²cosh2(x/a) (3.4) で与えられるときに基底状態のエネルギー固有値と波動関数を求めよ. ただし, 規格化 定数は問わない. (d) (3.1) 「対」になるポテンシャル V(x) = h² (w12 (x) + w" (x)) (3.5) を考える.この「対」になる系の束縛状態のエネルギースペクトルÉmはÉm=E(=0) となるものが存在しないことを除いて束縛状態のEnと一致する,すなわち,Ēo = E1 E1 = E2, ... となることを示せ. (e) ポテンシャル(3.3)と 「対」になるポテンシャルV (x) を求め, (4) の結果を利用すること で、ポテンシャルが (3.4)で与えられるときの束縛状態の個数を求めよ.

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地学 高校生

問3を詳しく解説して欲しいです。

思考 115. 水の循環量次の文章を読み,問いに答えよ。 地球表層の水の97%以上は海水である。 陸水の大部分は(ア)で次に(イ)が多い。 海洋では蒸発量が降水量を上回っている。これは蒸発した水が水蒸気や雲として陸上に運 ばれ,降水となって陸地に達し、やがて海に戻っていくからである。 地球表層で水が滞留 する時間は,大気で(A)日程度であり、海洋表層で100年程度, 海洋深層で2000年程度 である。 中 地球表面の約7割を占める海は,大気とともに低緯度から高緯度への熱輸送に重要な役 割を担っている。低緯度の(ウ)風や中緯度の(エ)風によって, 大洋規模の (オ)循環ができる。低緯度で暖められた海水は、海流によって中緯度や高緯度に輸送 される。北太平洋では, 黒潮が熱を北向きに運搬する代表的な海流である。 oa (m) 問1 文章中の空欄(ア)~ (オ)にあてはまる最も適 水蒸気や雲としての輸送 (40) 陸上の水蒸気3← 海洋上の水蒸気 10 当な語句を答えよ。 大 気の循環を 問2 下線部について, 水は蒸発 (1) 蒸発 (75) 降水 (115) 蒸発 (430) 降水 (390) するときには周囲から熱を奪 い 凝結するときには周囲に出 熱を放出する。 このような状 陸地の水 |海洋 流水 ( 40 ) 態変化に伴う熱を総称して何 出と呼ぶか答えよ。 エ調 問3 空欄 ( A )にあてはまる | は貯蔵場所を表し、 数値は貯蔵量を示す (単位 105kg)。 は貯蔵場所間の流れを表し、 (数値)は流量を示す ちか (単位1015kg/年)。 数値を,右の図を参考にして大さ 計算し求めよ。 計算式も示せ。 図 地球上の水の循環 (16 神戸大改)

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