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Equazione di Schrödinger

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

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

Questa è un'equazione fondamentale nella meccanica quantistica. mechanics that describes how the quantum state of a physical system changes over time. It is a linear differenziale parziale 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 operatore, che rappresenta l'energia totale 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.

L'equazione di Schrödinger dipendente dal tempo (TDSE), [latex]ihbarfrac{partial}{partial t}Psi(x, t) = hat{H}Psi(x, t)[/latex], descrive un sistema che evolve nel tempo. L'equazione di Schrödinger indipendente dal tempo (TISE), [latex]hat{H}Psi(x) = EPsi(x)[/latex], viene utilizzata per sistemi in uno stato stazionario, dove l'energia [latex]E[/latex] è costante. Risolvendo la TISE per un dato potenziale si ottengono gli autovalori di energia consentiti ([latex]E[/latex]) e le corrispondenti autofunzioni di energia ([latex]Psi[/latex]), che rappresentano gli stati stabili del sistema, come gli orbitali elettronici in un atomo. L'operatore hamiltoniano [latex]hat{H}[/latex] è costruito a partire dall'espressione classica per l'energia totale (cinetica più potenziale) sostituendo le variabili classiche con i corrispondenti operatori quantistici. Per una singola particella non relativistica, [latex]hat{H} = -frac{hbar^2}{2m}nabla^2 + V(x, t)[/latex].

UNESCO Nomenclature: 2210
- Fisica quantistica

Tipo

Sistema astratto

Interruzione

Rivoluzionario

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Meccanica hamiltoniana (1833)
  • L'ipotesi di dualità onda-particella di De Broglie (1924)
  • Meccanica delle matrici (Heisenberg, 1925)
  • Equazioni delle onde classiche

Applicazioni

  • predire gli orbitali atomici e molecolari (chimica quantistica)
  • progettazione di dispositivi a semiconduttore
  • modellazione delle reazioni nucleari
  • comprendere la superconduttività
  • progettazione di algoritmi di calcolo quantistico

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

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Argomenti correlati: equazione di Schrödinger, funzione d'onda, operatore hamiltoniano, stato quantistico, equazione differenziale parziale, meccanica quantistica, ampiezza di probabilità, livelli energetici.

Contesto storico

Equazione di Schrödinger

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

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

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