حرکتِ اتلافیِ بستههای موج گوسی: انتشار آزاد و عبور از یک سد مستطیلی
نویسندگان
1 گروه فیزیک، دانشکدۀ علوم پایه، دانشگاه قم
2 گروه فیزیک، دانشکدۀ علوم پایه، دانشگاه قم
doi
10.47176/ijpr.21.1.24022چکیده
با چشمپوشی 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 کالدیرولا-کانای و معادلاتِ غیر خطیِ شرودینگر- لانژون موسوم به معادلۀ کاستین و شو-چانگ- هارتمن بررسی میکنیم. با پیشنهاد جواب گوسی برای چگالی احتمال، به دو معادله، یکی برای تحولِ مرکز بسته-موج گوسی و دیگری برای تحولِ پهنایِ آن میرسیم. در هر سه مورد، معادلۀ حاکم بر تحول مرکز بسته-موج همان معادلۀ لانژون کلاسیک است در حالی که معادلۀ حاکم بر پهنای بسته-موج در رهیافتهای مختلف، متفاوت است. این معادله در چارچوب های و حل تحلیلی دارد ولی در رهیافتِ به روش عددی حل میشود. محاسبات نشان میدهند که در همۀ رهیافتها، پهنای بسته- موج برای یک ضریب اصطکاک معین، با زمان افرایش مییابد. در یک لحظۀ معین، در چارچوبهای و پهنا با ضریب اصطکاک کاهش مییابد در حالی که در چارچوب عکسِ این رفتار مشاهده میشود. همچنین، تغییرات زمانی مقدار انتظاری انرژی و مشتق زمانیِ آن در هر سه رهیافت محاسبه و با هم مقایسه میشوند. نشان داده میشود که آهنگ تغییرات انرژی در چارچوب با مقدار انتظاریِ مربعِ میدان تکانه داده میشود. در انتها، عبور یک بسته-موج گوسی از یک سد پتانسیل مستطیلی در چارچوب به طور عددی مطالعه شده و با حالت بدون اتلاف مقایسه میشود. مشاهده میشود که اتلاف، عبور را بهطور قابل ملاحظهای کاهش میدهد.