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Ecuación de Schrödinger

1926
  • Erwin Schrödinger
Physicist's workspace with Schrödinger Equation and quantum mechanics materials.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

Esta es una ecuación fundamental en la mecánica cuántica. mecánica that describes how the quantum state of a physical system changes over time. It is a linear diferencial parcial equation for the wavefunction, [latex]\Psi(x, t)[/latex]. The time-dependent version is [latex]i\hbar\frac{\partial}{\partial t}\Psi = \hat{H}\Psi[/latex], where [latex]\hat{H}[/latex] is the Hamiltoniano operador, que representa la energía total del sistema.

The Schrödinger equation is the quantum mechanical counterpart to Newton’s second law in classical mechanics. While Newton’s law predicts the trajectory of a particle, the Schrödinger equation predicts the future behavior of a system’s wavefunction. The wavefunction, [latex]\Psi[/latex], is a complex-valued probability amplitude, and the square of its magnitude, [latex]|\Psi|^2[/latex], gives the probability density of finding the particle at a given position and time. The equation comes in two main forms: time-dependent and time-independent.

La ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo (TDSE), [latex]ihbarfrac{partial}{partial t}Psi(x, t) = hat{H}Psi(x, t)[/latex], describe un sistema que evoluciona en el tiempo. La ecuación de Schrödinger independiente del tiempo (TISE), [latex]hat{H}Psi(x) = EPsi(x)[/latex], se utiliza para sistemas en un estado estacionario, donde la energía [latex]E[/latex] es constante. Resolver la TISE para un potencial dado produce los autovalores de energía permitidos ([latex]E[/latex]) y las correspondientes autofunciones de energía ([latex]Psi[/latex]), que representan los estados estables del sistema, como los orbitales electrónicos en un átomo. El operador hamiltoniano [latex]hat{H}[/latex] se construye a partir de la expresión clásica para la energía total (cinética más potencial) reemplazando las variables clásicas con sus operadores cuánticos correspondientes. Para una sola partícula no relativista, [latex]hat{H} = -frac{hbar^2}{2m}nabla^2 + V(x, t)[/latex].

UNESCO Nomenclature: 2210
- Física cuántica

Tipo

Sistema abstracto

Ruptura

Revolucionario

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Mecánica hamiltoniana (1833)
  • Hipótesis de dualidad onda-partícula de De Broglie (1924)
  • Mecánica de matrices (Heisenberg, 1925)
  • Ecuaciones de onda clásicas

Aplicaciones

  • Predicción de orbitales atómicos y moleculares (química cuántica)
  • diseño de dispositivos semiconductores
  • modelado de reacciones nucleares
  • Comprender la superconductividad
  • diseño de algoritmos de computación cuántica

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

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Relacionado con: ecuación de Schrödinger, función de onda, operador hamiltoniano, estado cuántico, ecuación diferencial parcial, mecánica cuántica, amplitud de probabilidad, niveles de energía.

Contexto histórico

Ecuación de Schrödinger

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1926
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1927
1930
1921
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(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

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