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그림 (가)는 우물 깊이가 U0이고 폭이 2L인 일차원 유한 우물 퍼텐… | [변리사 1차] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[변리사 1차] 17년 1회차
그림 (가)는 우물 깊이가 U0이고 폭이 2L인 일차원 유한 우물 퍼텐셜 U(x)를 위치 x에 따라 나타낸 것이다. 그림 (나)는 (가)의 퍼텐셜에 속박된 입자 Y의 파동함수 문제 이미지 와 문제 이미지 를 각각 나타낸 것이다. 문제 이미지 , 문제 이미지 는 에너지가 각각 EA, EB인 Y의 고유상태함수이다. 
문제 이미지
이에 관한 설명으로 옳은 것만을 보기에서 있는 대로 고른 것은?
문제 이미지
1
ㄱ
2
ㄷ
3
ㄱ, ㄴ
4
ㄴ, ㄷ
5
ㄱ, ㄴ, ㄷ
해설

파동함수의 마디 수로 상태를 가리면 x=0에서 발견확률이 0이라는 것과 EA>EBE_A>E_B가 옳고, ψB\psi_B가 바닥상태라는 설명만 틀리다.

그림 (나)에서 ψA\psi_A는 우물 안에 양의 봉우리 두 개와 가운데 음의 골이 있어 마디가 2개인 세 번째 속박상태이고, ψB\psi_B는 x=0에서 부호가 바뀌는 마디가 1개인 두 번째 속박상태이다.

ㄱ: ψB(0)=0\psi_B(0)=0 이므로 확률밀도 ∣ψB∣2|\psi_B|^2 도 0이 되어 그 지점에서 입자를 발견할 수 없다.

ㄴ·ㄷ: 속박상태는 마디가 많을수록 파장이 짧아 에너지가 높으므로 EA>EBE_A>E_B 이다. 반면 바닥상태는 우물 안에 마디가 하나도 없는 상태이므로, 마디가 1개인 ψB\psi_B의 EBE_B는 바닥상태 에너지가 될 수 없다.

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