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Équation de Schrödinger

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

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Il s'agit d'une équation fondamentale en mécanique quantique. mécanique that describes how the quantum state of a physical system changes over time. It is a linear différentielle partielle pour la fonction d'onde, [latex]\Psi(x, t)[/latex]. La version dépendant du temps est [latex]i\hbar\frac{\partial}{\partial t}\Psi = \hat{H}\Psi[/latex], où [latex]\hat{H}[/latex] est l'équation de la fonction d'onde. Hamiltonien représentant l'énergie totale du système.

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.

L'équation de Schrödinger dépendante du temps (TDSE), [latex]i\hbar\frac{\partial}{\partial t}\Psi(x, t) = \hat{H}\Psi(x, t)[/latex], décrit un système évoluant dans le temps. L'équation de Schrödinger indépendante du temps (TISE), [latex]\hat{H}\Psi(x) = E\Psi(x)[/latex], est utilisée pour les systèmes dans un état stationnaire, où l'énergie [latex]E[/latex] est constante. La résolution de la TISE pour un potentiel donné permet d'obtenir les valeurs propres d'énergie autorisées ([latex]E[/latex]) et les fonctions propres d'énergie correspondantes ([latex]\Psi[/latex]), qui représentent les états stables du système, tels que les orbitales électroniques d'un atome. L'opérateur hamiltonien [latex]\hat{H}[/latex] est construit à partir de l'expression classique de l'énergie totale (cinétique et potentielle) en remplaçant les variables classiques par leurs opérateurs quantiques correspondants. Pour une seule particule non relativiste, [latex]\hat{H} = -\frac{\hbar^2}{2m}\nabla^2 + V(x, t)[/latex].

UNESCO Nomenclature: 2210
- Physique quantique

Taper

Système abstrait

Perturbation

Révolutionnaire

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Mécanique hamiltonienne (1833)
  • L'hypothèse de la dualité onde-particule de De Broglie (1924)
  • Mécanique matricielle (Heisenberg, 1925)
  • Équations d'ondes classiques

Applications

  • prédiction des orbitales atomiques et moléculaires (chimie quantique)
  • conception de dispositifs semi-conducteurs
  • modélisation des réactions nucléaires
  • comprendre la supraconductivité
  • conception d'algorithmes informatiques quantiques

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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En rapport avec : Équation de Schrödinger, fonction d'onde, opérateur hamiltonien, état quantique, équation aux dérivées partielles, mécanique quantique, amplitude de probabilité, niveaux d'énergie.

Contexte historique

Équation de Schrödinger

1922
1924
1925
1926
1926
1927
1930
1921
1924
1924
1925
1926
1927
1927
1930

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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