El pozo lo centramos en el origen para tener un potencial par y
con ello conseguir que los niveles de energía sean autofunciones del
operador paridad. Así tenemos los extremos del pozo en –a/2 y a/2.
La ecuación de Schrödinger para zonas de potencial constante
viene dada por:
Si ahora aplicamos esta ecuación a las 3 zonas de
potencial constante obtendré tres ecuaciones diferenciales, las
dos de los extremos tienen E<V (V=0), con lo que la solución
general viene dada por suma de exponenciales reales:
Mientras que para la zona central V = - V
0 y, por tanto, E>V con lo que la solución
general de la ecuación diferencial es la suma de exponenciales imaginarias:
En donde, las nuevas variables introducidas son:
De imponer la continuidad de estas funciones en x = ± a/2 y suprimir
los coeficientes B’1 y B2, para que las soluciones no diverjan, obtenemos
la ecuación:
Ahora tenemos dos casos diferentes. Cada uno de ellos representa si la
solución es par o impar.
a) Niveles pares:
De la que llegamos a una ecuación implícita para ρ y k de
cuyas raíces saldrán soluciones para la energía:
Una de las formas de simplificar un poco esta ecuación es la nos
da idea el texto de Cohen-Tannoudji que introduce una nueva variable, k0,
independiente de E, para solo tener una de las dos variable, así con:
Y por fin se llega a una que deberemos resolver numéricamente:
Con la condición de que:
b) Niveles impares:
De forma similar al desarrollo anterior si partimos de:
Llegamos a:
Con la condición de que:
Ahora que sabemos que hemos de resolver pasemos a hacer unos applet que
nos hagan el trabajo. Los applet que se pueden visitar son::
•
Búsqueda
de niveles.
•
Función de
onda.
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