无限深势阱问题的可视化研究开题报告

 2021-12-20 20:38:06

全文总字数:2918字

1. 研究目的与意义(文献综述)

本课题为了直观、形象理解量子力学中的无限深势阱问题,需要借助matlab软件分别给出一维、二维和三维无限深势阱的波函数和概率密度分布图。通过理论计算结果和可视化模拟图形的比对,能够加深对势阱问题的理解,增强对量子力学的学习兴趣。

在金属中的自由电子不会自发地逃出金属,它们在各晶格结点(正离子)形成的“周期场”中运动。进一步简化这个模型,可以粗略地认为粒子被“无限高”的势能壁束缚在金属之中,由此而抽象出粒子在无限深势阱中运动。在量子力学里,无限深方形阱问题是一个简单化的,理想化的问题。无限深方形阱是一个有限尺寸的位势阱,阱内位势为0,阱外位势为无限大。粒子可以自由的移动于阱内,并且完全地束缚于阱内。对该理想模型的研究,有助于更具体的理解已学过的基本原理,也有利于进一步阐明其它原理,在教学和科研中都具有最基础的作用,因而对无限深势阱的研究是很有必要的。

无限深势阱的理论结果在很多实际系统可以获得非常不简单的应用。在研究bec凝聚体的自干涉现象时,反射部分和入射部分在空间中重叠,产生干涉,使用半壁无限深势阱作为反射面,可以很好的建立起模型,进而深入研究。

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2. 研究的基本内容与方案

(1)基本内容:

研究不同势阱,求解薛定谔方程,使用matlab软件给出一维、二维和三维的无限深势阱中波函数和概率密度分布图,并分析不同二维、三维势阱能级的简并度。

(2)目标:

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3. 研究计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需matlab软件及势阱模型。确定方案,完成开题报告。

第4-6周:利用matlab软件对二维势阱、三维势阱进行建模。

第7-9周:不同二维势阱中简并度分析。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]胡明飞,杨艳,赵硕浛. 二维无限深圆方势阱的定态几率分布[j],科技通报,2016,32(3):5-7 52.

[2]辛晓天,李海彬.半空间无限深势阱中一维玻色凝聚体的反射和干涉演化[j],大学物理,2014,33(10):5-9 16.

[3]夏吾吉,张林.量子力学中无限深势阱问题的教学研究[j],大学物理,2015,34(2):35-40.

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