アトムの物理ノート Eye learning 箱に入った電子４

Eye learning 箱に入った電子４

一次元の無限井戸型ポテンシャルで記述される、箱に入った電子を考えます。ある瞬間に箱を開けたら電子（の波動関数は）どのように運動するか？について調べてみます。物理的な議論は機会を見てすることにして、今回は数値的に波動関数の時間発展を求め、波動関数の二乗を図に描いてみました。図は箱に入った電子状態がn=1，3，5の場合を時刻を毎に(t　=　0，0.1，0.2，0.3）描いたものです。

面白いのはn=１から飛び出した電子状態はのっぺりと広がっていくだけですが、n=3,　5の状態では波動関数の塊が箱の左右に飛び出してゆきます。これは、n=１の状態がほぼ静止した電子状態に対応しているのに対して、n=３や５は電子が励起状態であって、電子が箱の中で左右に振動していたためだと理解できます。箱を開けたとたん振動していた電子は左右に飛び出すわけです。