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1[7급 국가직 물리학개론] 21년 1회차
그림은 폭이 LL인 1차원 무한 퍼텐셜 우물 안에 갇힌 입자의 양자화된 에너지 준위 En(n=1,2,3,…)E_n(n=1,2,3,\ldots)을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?

문제 이미지
1
에너지 준위는 nn에 비례한다.
2
에너지 준위는 LL이 커질수록 낮아진다.
3
우물 밖에서 입자를 발견할 확률이 존재한다.
4
E2E_2 상태에서 E1E_1 상태로 입자가 전이할 때 에너지를 흡수한다.
해설

옳은 설명은 우물 폭 LL이 커질수록 에너지 준위가 낮아진다는 것이다.

무한 퍼텐셜 우물의 에너지 준위는 En=n2h28mL2E_n=\dfrac{n^2h^2}{8mL^2}이므로 L2L^2에 반비례한다.

  • 에너지 준위는 nn이 아니라 n2n^2에 비례한다.
  • 무한 우물에서는 벽에서 파동함수가 0이 되어 우물 밖에서 입자를 발견할 확률이 0이다.
  • 높은 준위에서 낮은 준위로 전이하면 에너지 차만큼을 방출한다.

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