المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 12049 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
Beyond Key Stage 4
2025-04-13
Transition plans for children with Statements of Special Educational Needs
2025-04-13
Transition from KS3 to KS4
2025-04-13
The transition from KS2 to KS3
2025-04-13
The transition from Key Stage 1 to Key Stage 2
2025-04-13
The transition from Foundation Stage to Key Stage 1
2025-04-13


Electron in Free Space  
  
1938   01:06 مساءً   date: 9-5-2017
Author : Donald A. Neamen
Book or Source : Semiconductor Physics and Devices
Page and Part : p 33


Read More
Date: 22-3-2021 1587
Date: 9-3-2016 2033
Date: 9-5-2017 2298

Electron in Free Space

As a first example of applying the Schrodinger's wave equation, consider the motion of an electron in free space. If there is no force acting on the particle, then the potential function V(x) will be constant and we must have E > V(x). Assume, for simplicity, that the potential function V(x) = 0 for all x. Then, the time-independent wave equation can be written as

(1)

The solution to this differential equation can be written in the form

(2)

Recall that the time-dependent portion of the solution is

(3)

Then the total solution for the wave function is given by

(4)

This wave function solution is a traveling wave, which means that a particle moving in free space is represented by a traveling wave. The first term, with the coefficient A. is a wave traveling in the +x direction, while the second term, with the coefficient B. is a wave traveling in the -x direction. The value of these coefficients will be determined from boundary conditions. We will again see the traveling-wave solution for an electron in a crystal or semiconductor material.

Assume, for a moment, that we have a particle traveling in the +x direction. which will he described by the +x traveling wave. The coefficient B = 0. We can write the traveling-wave solution in the form

(5)

where k is a wave number and is

(6)

The parameter A is the wavelength and, comparing Equation (5) with Equation (4), the wavelength is given by

(7)

From de Broglie's wave-particle duality principle, the wavelength 1s also given by

(8)

A free particle with a well-defined energy will also have a well-defined wavelength and momentum.

The probability density function is Ψ(x, t)Ψ*(x, t) = AA*, which is a constant independent of position. A free particle with a well-defined momentum can be found anywhere with equal probability. This result is in agreement with the Heisenberg uncertainty principle in that a precise momentum implies an undefined position.

A localized free particle is defined by a wave packet, formed by a superposition of wave functions with different momentum or k values. We will not consider the wave packet here.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.