• Tidak ada hasil yang ditemukan

Kuliah Fisika Modern 2009 – fisika itu sunatullah

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2017

Membagikan "Kuliah Fisika Modern 2009 – fisika itu sunatullah"

Copied!
2
0
0

Teks penuh

(1)

FID201 Modern Physics

Problem Set 1

Probability, Wave Function, and Uncertainty Principle

Febdian Rusydi

8 May 2009

1. Suppose you drop a rock off a cliff of height h. As it falls, you snap a million

photographs, at random intervals. On each picture you measure the distance the rock has fallen. Question: What is the average of the distance traveled?

(Hint: the rock is falling freely (no initial speed) so the position function is y(t)= 1

2 g t2. First find the PDF by definition, check the normalization, and finally

calculate the expectation value ofx.)

2. Consider the first 25 digits in the decimal expansion ofπ(3,1,4,1,5,9, . . .). (a) If you selected one number at random from this set, what are the probabilities

of getting each of the 10 digits.

(b) What is the most probable digit? What is the median digit? What is the average value?

(c) Find the standard deviation for this distribution! 3. Consider the Gaussian distribution

ρ(x)=A expλ(xa)2,

whereA,a, andλare constants.

(a) If Gaussian distribution is normalized, determineA.

(b) Find the expectation value ofxandx2, and standard deviationσ.

(c) Sketch the graph ofρ(x).

(2)

4. Following the Born’s statistical interpretation and superposition principle, an electron can be presented as the following wave function:

Ψ =aΨ1+bΨ2 .

What is the probability that electron in stateΨ1andΨ2?

5. Calculate

dhpi dt .

This is known as Ehrenfest’s theorem – it tells us that theexpectation valuesobey Newton’s second law.

6. A particle of massmis in the state

Ψ(t,x)=A exp a m x

2

~ +ℑt

!!

,

whereAandaare positive real constants. (a) FindA.

(b) Calculate the expectation values ofx,x2,p, andp2.

(c) Findσxandσp. Is their product consisten with the uncertainty principle? 7. At timet=0 a particle is represented by the wave function

Ψ(0,x)=

      

A(a2−x2) if −a≤x≤+a,

0 otherwise. (a) Determine the normalization constantA.

(b) SketchΨ(0,x) as a function ofx.

(c) What is the expectation value ofx(at timet=0).

(d) Find is the expectation value ofp(at timet=0).Note: Youcannotget it from

mdhxi/dt, why?

(e) Check whether the particle still obeys the Heisenberg’s uncertainty principle.

Referensi

Dokumen terkait

- Surat ikatan kerja antara tenaga medis dan RS 4 SK Direktur RS dari Direksi Badan Hukum 5 Pernyataan dari direktur RS bersedia menjadi. Direktur RS

Keramik Alumina (Al 2 O 3 ) merupakan material keramik yang tepat untuk bahan keramik Hi-tech, karena dalam proses sintering membutuhkan tem- peratur yang sangat

Rivai, M. Kajian Proses Hidrogenasi Minyak Sawit pada Berbagai Tingkat Kemurnian Dalam Rangka Menghasilkan Pelumas Dasar Untuk Rolling Oil. Institut Pertanian

Usulan Perjanjian Stabilitas Investasi yang memuat ketentuan hak-hak dan kewajiban-kewajiban PT FI dalam melaksanakan IUPK Operasi Produksi;1. Usulan SK Menteri ESDM mengenai

Ijin Panas Bumi (termasuk Pemegang Kuasa Pengusahaan Sumber Daya Panas Bumi, Kontraktor Kontrak Operasi Bersama Pengusahaan Sumber Daya Panas Bumi, dan Pemegang Izin Pengusahaan

Mahasiswa dikenal sebagai elit pendidikan dan agen perubahan yang menjadi garda yang mengawal kemajuan bangsa. Mahasiswa harus memiliki sifat kepekaan dan

Yang bertanda tangan dibawah ini Panitia Pengadaan Barang/Jasa Dinas Pekerjaan Umum Cipta Karya dan Pengairan Kabupaten Empat Lawang Tahun Anggaran 2013, dengan

Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui gambaran umum mengenai perilaku mahasiswa dalam memilih jenis makanan dan minuman di kafe, faktor-faktor yang