Por que um coeficiente de reflexão
diferente de zero é um resultado não-trivial fornecido pela mecânica quântica?
Passo 1
Vamos entender a questão: estamos perguntando por que um coeficiente de reflexão
que é diferente de zero é um resultado não-trivial na mecânica quântica. Para isso, precisamos saber sobre coeficiente de reflexão, mecânica quântica e diferenças entre a mecânica clássica e a quântica.
Passo 2
Primeiro, o coeficiente de reflexão
mede a probabilidade de uma partícula ser refletida ao encontrar uma barreira potencial. Se
for diferente de zero, significa que existe uma chance da partícula não atravessar a barreira.
Passo 3
Na mecânica clássica, se a energia da partícula for maior que a altura da barreira, a partícula sempre passaria pela barreira sem ser refletida. Não há reflexão nesse caso, ou seja,
.
Passo 4
Já na mecânica quântica, partículas têm comportamento de ondas. Quando uma onda encontra uma barreira, parte dela pode ser refletida mesmo que sua energia seja maior que a barreira. Isso é conhecido como túnel quântico ou reflexão de ondas.
Passo 5
Esse comportamento de reflexão apesar da energia ser suficiente para atravessar a barreira é não-trivial porque não aparece na descrição clássica das partículas. É uma consequência direta das propriedades ondulatórias das partículas na mecânica quântica.
Passo 6
Portanto, ter
na mecânica quântica mostra aspectos únicos como a dualidade onda-partícula e a natureza probabilística das partículas, que não têm equivalente na descrição clássica.
Resposta
Um coeficiente de reflexão
diferente de zero é não-trivial na mecânica quântica porque, diferentemente da mecânica clássica onde partículas com energia acima da barreira sempre atravessam sem refletir, na mecânica quântica a natureza ondulatória das partículas permite que haja uma probabilidade de reflexão mesmo com energia suficiente, destacando comportamentos únicos e não previstos pela física clássica.
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é igual a zero.
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.
a) Escreva as expressóes para a sua velocidade e aceleração em função do tempo;
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Essa particula pode ocupar a posiçåo
? Justifique fisicamente sua resposta.