100% tevredenheidsgarantie Direct beschikbaar na je betaling Lees online óf als PDF Geen vaste maandelijkse kosten 4.2 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

PHY3702 Assignment 3 2025 (Accurate Solutions) Quantum Physics Due 2025

Beoordeling
5.0
(1)
Verkocht
2
Pagina's
25
Cijfer
A+
Geüpload op
19-07-2025
Geschreven in
2024/2025

Unlock Your Academic Potential with the Ultimate Study Companion with PHY3702 Assignment 3 2025 (Accurate Solutions) Quantum Physics Due 2025 This 100% exam-ready assignment offers expertly verified answers, comprehensive explanations, and credible academic references—meticulously developed to ensure a clear understanding of every concept. Designed with clarity, precision, and academic integrity, this fully solved resource is your key to mastering the subject and excelling in your assessments. Don’t just study—study strategically. Take charge of your academic journey today and elevate your performance with confidence.

Meer zien Lees minder
Instelling
Vak










Oeps! We kunnen je document nu niet laden. Probeer het nog eens of neem contact op met support.

Gekoppeld boek

Geschreven voor

Instelling
Vak

Documentinformatie

Geüpload op
19 juli 2025
Aantal pagina's
25
Geschreven in
2024/2025
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden

Onderwerpen

Voorbeeld van de inhoud

PHY3702
Assignment 3
Due 2025
Quantum Mechanics: Concepts
and Applications Zettili (2nd Ed.)

,Exercise 6.2
Problem Statement
A particle of mass m moves in the xy-plane in the potential

 1 mω 2 y 2 , 0 < x < a,
V (x, y) = 2
+∞, elsewhere.

(a) Write down the time-independent Schrödinger equation for this particle and reduce
it to a set of familiar one-dimensional equations. (b) Find the normalized eigenfunctions
and the eigenenergies.


Part (a): Time-Independent Schrödinger Equation
Step 1: Write the time-independent Schrödinger equation The
time-independent Schrödinger equation in two dimensions is:

ℏ2 ∂ 2ψ ∂ 2ψ
 
− + 2 + V (x, y)ψ(x, y) = Eψ(x, y).
2m ∂x2 ∂y

Step 2: Analyze the potential and boundary conditions The potential is
V (x, y) = 21 mω 2 y 2 for 0 < x < a, and V (x, y) = +∞ elsewhere. The infinite potential
implies ψ(x, y) = 0 for x ≤ 0 or x ≥ a. Inside 0 < x < a, the potential is harmonic in y,
suggesting a particle in a box in x and a harmonic oscillator in y.
Step 3: Use separation of variables Assume ψ(x, y) = X(x)Y (y). Substitute into
the Schrödinger equation:

ℏ2 1
− (X ′′ (x)Y (y) + X(x)Y ′′ (y)) + mω 2 y 2 X(x)Y (y) = EX(x)Y (y).
2m 2

Divide by X(x)Y (y):

ℏ2 X ′′ (x) Y ′′ (y)
 
1
− + + mω 2 y 2 = E.
2m X(x) Y (y) 2

Rearrange:
ℏ2 X ′′ (x) ℏ2 Y ′′ (y) 1
− =E+ − mω 2 y 2 .
2m X(x) 2m Y (y) 2
Set each side equal to a constant Ex :

ℏ2 X ′′ (x) ℏ2 Y ′′ (y) 1
− = Ex , E+ − mω 2 y 2 = Ex .
2m X(x) 2m Y (y) 2



1

, Step 4: Solve the x-equation (particle in a box) The x-equation is:

2mEx
X ′′ (x) + X(x) = 0, X(0) = X(a) = 0.
ℏ2

Solutions are:
r
2  nπx  n2 π 2 ℏ2
Xn (x) = sin , Ex = , n = 1, 2, . . . .
a a 2ma2

Step 5: Solve the y-equation (harmonic oscillator) The y-equation is:

ℏ2 ′′ 1
− Y (y) + mω 2 y 2 Y (y) = Ey Y (y), Ey = E − Ex .
2m 2

This is the harmonic oscillator equation with solutions:
 mω 1/4 r 
1 mω mωy 2
Yny (y) = p Hny y e− 2ℏ ,
πℏ 2ny ny ! ℏ
 
1
E y = ny + ℏω, ny = 0, 1, 2, . . . .
2
Step 6: Combine the results Total energy:

n2 π 2 ℏ2
 
1
E = Ex + Ey = + ny + ℏω.
2ma2 2

Wave function:
ψn,ny (x, y) = Xn (x)Yny (y).

Final Answer
q for (a) The Schrödinger equation reduces to: - x: Particle in a box,
2 π 2 ℏ2
Xn (x) = a sin nπx
2
, Ex = n2ma

a 2 , n = 1, 2, . . . . - y: Harmonic oscillator, Yny (y) as

above, Ey = ny + 21 ℏω, ny = 0, 1, . . . .





2

Beoordelingen van geverifieerde kopers

Alle reviews worden weergegeven
3 maanden geleden

3 maanden geleden

Awesome

5.0

1 beoordelingen

5
1
4
0
3
0
2
0
1
0
Betrouwbare reviews op Stuvia

Alle beoordelingen zijn geschreven door echte Stuvia-gebruikers na geverifieerde aankopen.

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
LectureLab Teachme2-tutor
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
626
Lid sinds
1 jaar
Aantal volgers
188
Documenten
1022
Laatst verkocht
1 maand geleden
LectureLab

LectureLab: Crafted Clarity for Academic Success Welcome to LectureLab, your go-to source for clear, concise, and expertly crafted lecture notes. Designed to simplify complex topics and boost your grades, our study materials turn lectures into actionable insights. Whether you’re prepping for exams or mastering coursework, LectureLab empowers your learning journey. Explore our resources and ace your studies today!

3.6

80 beoordelingen

5
32
4
14
3
16
2
4
1
14

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via Bancontact, iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo eenvoudig kan het zijn.”

Alisha Student

Veelgestelde vragen