ポテンシャルの傾き以外の力
ポテンシャルの傾き以外の力
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学部の基礎物理では静電気力の実験では電圧の傾きから電気力の発生を実験する．
等電位線を箔上の電極の周りに描き、電気力線の図解を試みる．
電圧の分布と電圧の傾きが、電気力線を描くもとになる．
また学部の基礎物理では万有引力と位置ポテンシャルについて放物線運動や落下運動から加速度や力について実験をする．
この2種類しか習わない．
しかしこのブログではあたらしい考え方を半導体工学から作り出す．
結論は
2πF＝ｈｄｋ/ｄｔ
だ．
波数ｋの時間的変動
物質波の波数ｋの時間的変動が力の空間分布を生み出す．
半導体にはP型ｎ型の種類がありその接合部に界面があり、トンネル現象と物質波の反射現象がある．
トンネル現象の波数の変動
波数の変動はトンネル現象の界面に必ず起きる．
なぜならトンネル現象では界面のどちらの領域にその波動があるかで位相が特定分類されるからである．
トンネルした波動は界面に特定の位相があるのだ．
反射する波動は反射現象のどれにもあるように大きく位相を変える．
すなわち位相の変動から界面では波数が変動している．
半導体工学から力の式を見つける
詳しくは半導体工学からアプローチをすると、半導体結晶中の電子の有効質量ｍとしたとき、波束中心部の速度 𝑉𝑔 は
𝑉𝑔 =１/ℏ・𝑑𝐸 (𝑘)/𝑑𝑘 (6)
から
𝑑𝐸 (𝑘) = ℏ𝑉𝑔𝑑𝑘 (7)
ここで仕事 E と力 F と移動距離ｘの定義Ｅ＝Ｆ・ｘより
𝑑𝐸 (𝑘) = 𝐹𝑉𝑔𝑑𝑡 (8)
(7)と(8)の右辺どうしから
ℏ𝑉𝑔𝑑𝑘 = 𝐹𝑉𝑔𝑑𝑡 (9)
F = ℏ dk/dt. (10)
この結果をポテンシャルの傾き以外の力２ではもう一度つづいて別の推論を行ってみる．
そして、それがどんな現象であるかを明確にする．
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