1D particle system

Storyboard

Let's consider multiple non-interacting particles in one dimension and discuss how to calculate the probability of one of them having a momentum within a specific range.

>Model

ID:(1559, 0)



Two particles in a box

Definition

Two particles in a box bouncing off the walls at a L distance having moments that are not necessarily equal but correspond to a given total energy:

ID:(11471, 0)



Phase space of the two particles

Image

Si se consideran dos partículas con una energía total en un rango entre E y E+dE, cada una tendrá un momento p_1 y p_2 de modo de que con

$ E = \displaystyle\frac{ p_1 ^2}{2 m }+ \displaystyle\frac{ p_2 ^2}{2 m }$



lo que se representa a continuación con :

En este caso:

• existen dos grados de libertad, uno por cada partícula

• existe una restricción, que es el rango en que esta la energía del sistema

• el calculo de la probabilidad de encontrar el momento en un rango represente la segunda restricción

Por ello el calculo de la probabilidad es una solución directa de las ecuaciones del sistema sin que existan grados de libertad adicionales.

ID:(11472, 0)



Phase space of the three particles

Note

Si se consideran tres partículas con una energía total en un rango entre E y E+dE, cada una tendrá un momento p_1, p_2 y p_3 de modo de que con

$ E = \displaystyle\frac{ p_1 ^2}{2 m }+ \displaystyle\frac{ p_2 ^2}{2 m }+ \displaystyle\frac{ p_3 ^2}{2 m }$



lo que se representa a continuación:

En este caso:

• existen tres grados de libertad, uno por cada partícula

• existe una restricción, que es el rango en que esta la energía del sistema

• el calculo de la probabilidad de encontrar el momento en un rango represente la segunda restricción

Por ello el sistema tiene un grado de libertad que no es determinado por las restricciones. Esto significa que, al ser todos los estados son igualmente probables, debe sumarse (integrarse) sobre todos los valores que puede tomar el grado de libertad.

En un sistema de mayor numero de grados de libertad debe siempre sumarse (integrarse) sobre todos los grados de libertad que no están restringidos.

ID:(11502, 0)



1D particle system

Storyboard

Let's consider multiple non-interacting particles in one dimension and discuss how to calculate the probability of one of them having a momentum within a specific range.

Variables

Symbol
Text
Variable
Value
Units
Calculate
MKS Value
MKS Units

Calculations


First, select the equation:   to ,  then, select the variable:   to 

Symbol
Equation
Solved
Translated

Calculations

Symbol
Equation
Solved
Translated

 Variable   Given   Calculate   Target :   Equation   To be used



Equations


Examples

Two particles in a box bouncing off the walls at a L distance having moments that are not necessarily equal but correspond to a given total energy:

image

Si las part culas son libres su energ a sera con list solo cin tica por lo que

equation

Si se consideran dos part culas con una energ a total en un rango entre E y E+dE, cada una tendr un momento p_1 y p_2 de modo de que con list=11484

equation=11484



lo que se representa a continuaci n con list:

image

En este caso:

• existen dos grados de libertad, uno por cada part cula

• existe una restricci n, que es el rango en que esta la energ a del sistema

• el calculo de la probabilidad de encontrar el momento en un rango represente la segunda restricci n

Por ello el calculo de la probabilidad es una soluci n directa de las ecuaciones del sistema sin que existan grados de libertad adicionales.

Si las part culas son libres su energ a sera con list solo cin tica por lo que

equation

Si se consideran tres part culas con una energ a total en un rango entre E y E+dE, cada una tendr un momento p_1, p_2 y p_3 de modo de que con list=11501

equation=11501

lo que se representa a continuaci n:

image

En este caso:

• existen tres grados de libertad, uno por cada part cula

• existe una restricci n, que es el rango en que esta la energ a del sistema

• el calculo de la probabilidad de encontrar el momento en un rango represente la segunda restricci n

Por ello el sistema tiene un grado de libertad que no es determinado por las restricciones. Esto significa que, al ser todos los estados son igualmente probables, debe sumarse (integrarse) sobre todos los valores que puede tomar el grado de libertad.

En un sistema de mayor numero de grados de libertad debe siempre sumarse (integrarse) sobre todos los grados de libertad que no est n restringidos.


>Model

ID:(1559, 0)