Mecânica Quântica II - Lista de Exercícios 3, Cheat Sheet of Physics

Liste des cours de mécanique quantique pour l'année 2021

Typology: Cheat Sheet

2020/2021

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Mecânica Quântica II – Lista de exercícios 3
1. Calcule a seção de choque 𝑑𝜎/𝑑Ω para o espalhamento elástico de partículas em um
feixe, de carga +𝑍𝑒, por partículas em um alvo, de carga +𝑍𝑒, cujo potencial de
interação entre elas é apenas Coulombiano, usando a aproximação de Born. Admita que
a massa das partículas no alvo é muito maior que a massa das do feixe.
2. Encontre a seção de choque de espalhamento em baixas energias para um potencial
𝑉(𝑟)= , para 𝑟 < 𝑅 e 𝑉(𝑟)= 0, para 𝑟 > 𝑅 usando o método de expansão em ondas
parciais.
3. O gráfico abaixo corresponde a seções de choque de espalhamento elástico de
elétrons com energia de 750 MeV em função do ângulo de espalhamento em um núcleo
qualquer. Considere o núcleo atômico como uma esfera de raio 𝑅 com distribuição
uniforme de massa e carga. Com base nessas informações determine o raio e o número
de massa (A) deste núcleo. Considere que o raio nuclear está relacionado ao número de
massa (A) a partir da expressão R = 1.1 A1/3 fm.
4. Usando a aproximação de Born, obtenha a seção de choque total de espalhamento
de uma partícula de massa 𝑚 por um potencial atrativo da forma:
𝑉(𝑟)= −𝑉𝑒󰇡
󰇢
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Mecânica Quântica II – Lista de exercícios 3

  1. Calcule a seção de choque 𝑑𝜎/𝑑Ω para o espalhamento elástico de partículas em um

feixe, de carga +𝑍 ௙

𝑒, por partículas em um alvo, de carga +𝑍

𝑒, cujo potencial de

interação entre elas é apenas Coulombiano, usando a aproximação de Born. Admita que

a massa das partículas no alvo é muito maior que a massa das do feixe.

  1. Encontre a seção de choque de espalhamento em baixas energias para um potencial

= ∞, para 𝑟 < 𝑅 e 𝑉

= 0, para 𝑟 > 𝑅 usando o método de expansão em ondas

parciais.

  1. O gráfico abaixo corresponde a seções de choque de espalhamento elástico de

elétrons com energia de 750 MeV em função do ângulo de espalhamento em um núcleo

qualquer. Considere o núcleo atômico como uma esfera de raio 𝑅 com distribuição

uniforme de massa e carga. Com base nessas informações determine o raio e o número

de massa (A) deste núcleo. Considere que o raio nuclear está relacionado ao número de

massa (A) a partir da expressão R = 1.1 A

1/

fm.

  1. Usando a aproximação de Born, obtenha a seção de choque total de espalhamento

de uma partícula de massa 𝑚 por um potencial atrativo da forma:

ି ቀ

  1. Considere o espalhamento em baixa energia de uma partícula de massa 𝑚 por uma

casca esférica, ou seja, 𝑉(𝑟) = δ(𝑟 − 𝑅). Determine a seção de choque diferencial,

𝑑σ/𝑑Ω, e a seção de choque total nesse limite de energia.

  1. Durante a aula definimos que a matriz de espalhamento poderia ser definida como

= 𝑒𝑥𝑝൫ 2 𝑖δ

൯. Mostre que essa escolha implica que só há colisões elásticas

acontecendo, isto é, o fluxo incidente é igual ao fluxo emergente.

  1. Dado um estado definido por sua função de onda ψ(𝑟⃗ , 𝑡), obtenha a equação da

continuidade e a expressão para a densidade de corrente em 3 dimensões.