Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 4- Ed: 12º - Capítulo 40.Problemas - Ex. 38
Uma partícula está no nível fundamental em uma caixa que se estende desde até . a)Qual é a probabilidade de se encontrar a partícula na região entre e ? Calcule esse valor integrando , onde é normalizada, desde até . b)Qual é a probabilidade de se encontrar a partícula na região e ? c)Como se comparam os resultados dos itens (a) e (b)? Explique. d) Some as probabilidades calculadas nos itens (a) e (b) . e)Os resultados encontrados no itens (a), (b) e (d) estão de acordo com a figura? Explique.
Passo 1
Para uma partícula em uma caixa no estado fundamental :
Como está normalizada:
Para achar a probabilidade, precisamos integrar a norma da função de onda no intervalo dado no enunciado.
Passo 2
letra a)
A probabilidade desde até será:
Passo 3
letra b)
A probabilidade desde até será:
Passo 4
letra c)
Pelos valores das probabilidades que encontramos é mais provável que a partícula esteja mais próxima do meio da caixa do que da borda.
, que é até , é maior que , que é até .
Passo 5
letra d)
Somando:
Os resultados somam exatamente, o que significa que a partícula tem a probabilidade de estar entre e, assim como esteja entre e .
Passo 6
letra e)
Pela figura temos que é mais provável que a partícula esteja mais próxima do meio da caixa do que da borda.
E esse foi o resultado que encontramos quando calculamos as probabilidades.
Então nosso resultado está de acordo com a figura.
Resposta
letra a)
letra b)
letra c) é mais provável que a partícula esteja mais próxima do meio da caixa do que da borda.
letra d)
letra e)está de acordo