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シュレーディンガー方程式

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

(画像はイメージです)

これは量子力学における基本方程式である 力学 これは、物理システムの量子状態が時間とともにどのように変化するかを記述するものです。線形です。 偏微分 波動関数の式は、[latex]Psi(x, t)[/latex]です。時間依存バージョンは[latex]ihbarfrac{partial}{partial t}Psi = hat{H}Psi[/latex]で、ここで[latex]hat{H}[/latex]は ハミルトニアン 演算子は、システム全体のエネルギーを表します。

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.

時間依存シュレーディンガー方程式 (TDSE)、[latex]ihbarfrac{partial}{partial t}Psi(x, t) = hat{H}Psi(x, t)[/latex] は、時間とともに変化するシステムを記述します。時間非依存シュレーディンガー方程式 (TISE)、[latex]hat{H}Psi(x) = EPsi(x)[/latex] は、エネルギー [latex]E[/latex] が一定である定常状態のシステムに使用されます。与えられたポテンシャルに対して TISE を解くと、許容されるエネルギー固有値 ([latex]E[/latex]) と対応するエネルギー固有関数 ([latex]Psi[/latex]) が得られ、これらは原子内の電子軌道など、システムの安定状態を表します。ハミルトニアン演算子[latex]hat{H}[/latex]は、全エネルギー(運動エネルギーと位置エネルギーの合計)の古典的な表現から、古典的な変数を対応する量子演算子に置き換えることによって構築されます。単一の非相対論的粒子の場合、[latex]hat{H} = -frac{hbar^2}{2m}nabla^2 + V(x, t)[/latex]となります。

UNESCO Nomenclature: 2210
量子物理学

タイプ

抽象システム

混乱

革命的

使用法

広く普及している

前駆物質

  • ハミルトン力学(1833年)
  • ド・ブロイの波動粒子二重性仮説(1924年)
  • Matrix mechanics (Heisenberg, 1925)
  • 古典波動方程式

アプリケーション

  • 原子軌道および分子軌道の予測(量子化学)
  • 半導体デバイスの設計
  • 核反応のモデリング
  • 超伝導を理解する
  • 量子コンピューティングアルゴリズムの設計

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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関連キーワード:シュレーディンガー方程式、波動関数、ハミルトニアン演算子、量子状態、偏微分方程式、量子力学、確率振幅、エネルギー準位。

歴史的背景

シュレーディンガー方程式

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

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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