Przedstawione niżej symulacje pokazują procesy rozpraszania kwantowego.

 

Pierwsza z nich dotyczy rozpraszania w jednym wymiarze – problemu elementarnego w mechanice kwantowej.

 

·  http://www.sgi.com/fun/java/john/wave-sim.html

 

Cząstka padająca jest opisana w formie „pakietu” falowego, o obwiedni w formie krzywej Gaussa i rozprasza się na prostokątnej barierze lub studni potencjału (której wysokość można regulować).

 

Obejrz symulacje dla różnych głębokości studni i wysokości bariery. Śledź zarówno falę przechodzącą  jak i odbitą.

 

Mechanika kwantowa pokazuje, że nawet gdy bariera potecjału jest wyższa niż energia cząstki, prawdopodobieństwo przejścia przez barierę jest większe od zera. Tym się odróżnia cząstka kwantowa od piłki tenisowej, która jeśli jest za nisko (tzn. jej energia potejcalna jest za mała), przez siatkę nie przeleci.

 

Zwróć uwagę że:

1)     nawet w przypadku studni potencjału istnieje fala odbita natomiast (prawie) nie ma fali uwięzionej w studni, jak należaloby oczekiwać w przypadku piłki golfowej w dołku

2)     fala uwięziona istnieje natomiast wewnątrz bariery potencjału, ale z niej powoli „ucieka”

3)     w przypadku potencjału zerowego, paczka falowa „rozmywa się” sama z siebie – jest to efekt nie tyle wynikający z równania Schrödingera, ale z modelu cząstki, jak paczki „Gaussa”

 

Pod adresem ·  http://www.pd.uwa.edu.au/Physics/java/barrier.html

znajdziesz nieco spowolniną i uproszczoną wersję (pokazującą tylko amplitudę fali – czyli wielkość realnie obserwowalną), ale bardzo dydaktyczną. W szczególności jest interesujący przypadek głębokiej (2E) i szerokiej studni – widać falę odbitą wewnątrz studni, ale o małej długości fali, czyli dużej energii (w stosunku do dna studni).

 

zob. też te same lub podobne symulacje pod adresami

·  http://www.physics.brocku.ca/www/faculty/sternin/teaching/mirrors/qm/packet/wave-map.html

·  http://physics.hallym.ac.kr/education/TIPTOP/VLAB/QmSct/wave-sim.html

 

 

Druga symulacja, to przypadek dwuwymiarowy – rozpraszania neutronu na atomie aluminium

·  http://www3.tsl.uu.se/~karlsson/sc_wave.html

 

 

Trzecia symulacja, a raczej gotowy wynik pokazuje rozpraszanie cząstki na potencjale sferycznym – przyciągającym lub odpychającym.

 http://www.sciencemeetsart.com/wade/Projects/QuantumScattering/

Poczytaj tez, co o paczkach falowych wyjasnia prof. Lew Pitajewski