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コンテスト/Gnit Sunday Open プレテスト/第4問 一次元井戸型ポテンシャルにおける不確定性関係
第4問

一次元井戸型ポテンシャルにおける不確定性関係

終了
100 ptsLv.9 上級量子
2026/02/15 19:30〜2026/02/15 21:00
作成者:admin

問題文

幅 LLL の1次元無限に深い井戸型ポテンシャルを考える。ポテンシャル V(x)V(x)V(x) は 0≤x≤L0 \le x \le L0≤x≤L の領域で V(x)=0V(x) = 0V(x)=0、それ以外の領域で V(x)=∞V(x) = \inftyV(x)=∞ とする。 このポテンシャル内に閉じ込められた質量 mmm の粒子の定常状態はシュレーディンガー方程式によって記述される。 この粒子の基底状態において、位置の不確定さ Δx\Delta xΔx と運動量の不確定さ Δp\Delta pΔp の積の2乗を計算すると、以下の形式で表される。

(ΔxΔp)2=(Aπ2+BC)ℏ2(\Delta x \Delta p)^2 = \left( \frac{A\pi^2 + B}{C} \right) \hbar^2(ΔxΔp)2=(CAπ2+B​)ℏ2

ここで、Δx=⟨x2⟩−⟨x⟩2\Delta x = \sqrt{\langle x^2 \rangle - \langle x \rangle^2}Δx=⟨x2⟩−⟨x⟩2​、Δp=⟨p2⟩−⟨p⟩2\Delta p = \sqrt{\langle p^2 \rangle - \langle p \rangle^2}Δp=⟨p2⟩−⟨p⟩2​ であり、⟨⋅⟩\langle \cdot \rangle⟨⋅⟩ は期待値を表す。ℏ\hbarℏ はディラック定数である。 A,CA, CA,C は互いに素な正の整数、BBB は負の整数であるとき、積 A×∣B∣×CA \times |B| \times CA×∣B∣×C の値を求めよ。

制約

  • A,CA, CA,C は互いに素な正の整数(最大公約数が1)
  • BBB は負の整数

入力形式

積 A×∣B∣×CA \times |B| \times CA×∣B∣×C の計算結果を自然数で回答せよ。

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