>
Fa   |   Ar   |   En
   حرکتِ اتلافیِ بسته‌های موج گوسی: انتشار آزاد و عبور از یک سد مستطیلی ‏  
   
نویسنده بختیاریان معصومه ,موسوی وحید
منبع پژوهش فيزيك ايران - 1400 - دوره : 21 - شماره : 1 - صفحه:51 -61
چکیده    با چشم پوشی از افت و خیزهای گرمایی محیط و صرفاً با در نظر گرفتن اتلاف ناشی از آن، حرکتِ یک بسته موج گوسی آزاد را در چارچوب معادلۀ خطی کالدیرولاکانای  و معادلاتِ غیر خطیِ شرودینگر لانژون  موسوم به معادلۀ کاستین و شوچانگ هارتمن  بررسی می کنیم. با پیشنهاد جواب گوسی برای چگالی احتمال، به دو معادله، یکی برای تحولِ مرکز بستهموج گوسی و دیگری برای تحولِ پهنایِ آن می رسیم. در هر سه مورد، معادلۀ حاکم بر تحول مرکز بستهموج همان معادلۀ لانژون کلاسیک است در حالی که معادلۀ حاکم بر پهنای بستهموج در رهیافت های مختلف، متفاوت است. این معادله در چارچوب های  و  حل تحلیلی دارد ولی در رهیافتِ به روش عددی حل می شود. محاسبات نشان می دهند که در همۀ رهیافت ها، پهنای بسته موج برای یک ضریب اصطکاک معین، با زمان افرایش می‌یابد. در یک لحظۀ معین، در چارچوب های  و  پهنا با ضریب اصطکاک کاهش می یابد در حالی که در چارچوب   عکسِ این رفتار مشاهده می شود. همچنین، تغییرات زمانی مقدار انتظاری انرژی و مشتق زمانیِ آن در هر سه رهیافت محاسبه و با هم مقایسه می شوند. نشان داده می شود که آهنگ تغییرات انرژی در چارچوب  با مقدار انتظاریِ مربعِ میدان تکانه داده می شود. در انتها، عبور یک بستهموج گوسی از یک سد پتانسیل مستطیلی در چارچوب  به طور عددی مطالعه شده و با حالت بدون اتلاف مقایسه می شود. مشاهده می شود که اتلاف، عبور را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد.
کلیدواژه اتلاف، معادلۀ کالدیرولا-کانای، معادلۀ شرودینگر-لانژون(کاستین)، معادلۀ شو-چانگ-هارتمن، بسته-موج گاوسی
آدرس دانشگاه قم ‏, دانشکدۀ علوم پایه, گروه فیزیک, ایران, دانشگاه قم ‏, دانشکدۀ علوم پایه, گروه فیزیک, ایران
 
   Dissipative motion of Gaussian ‎wavepackets: free propagation and ‎transmission through a rectangular ‎barrier  
   
Authors Bakhtiyarian M ,Mousavi V
Abstract    Ignoring thermal fluctuations of the environment, taking into account only its dissipative effects, free propagation of a Gaussian wavepacket is studied in the framework of the linear CaldirolaKanai (CK) equation and nonlinear equations, the SchrodingerLangevin (SL) equation, known as Kostin equation, and the SchuchChungHartmann (SCH) equation. By a Gaussian ansatz for the probability density one obtains two equations, one for the evolution of the center of the wave packet which is just the classical Langeving equation and one for the evolution of the width of the wavepacket. This last equation has different forms in different approaches having only an analytic solution in the CK and SCH frameworks. Computations show that for a given friction, the width of the wavepacket increases with time in all approaches. In a given time, it reduces with friction in both CK and SL approaches revealing localization effects of dissipation, while has opposite behavior in the SCH approach. Furthermore, energy expectation value and its timederivative is computed and compared in all approaches. It is shown that the rate of energy is given by the expectation value of momentum field in the SL framework. Finally, transmission of a Gaussian wavepacket from a rectangular barrier is numerically studied in the context of CK and compared to the nondissipative case. The transmission decreases considerably with the dissipation.
Keywords
 
 

Copyright 2023
Islamic World Science Citation Center
All Rights Reserved