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Equação de Schrödinger

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

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

This is a fundamental equation in quantum mechanics that describes how the quantum state of a physical system changes over time. It is a linear diferencial parcial equação para a função de onda, [latex]Psi(x, t)[/latex]. A versão dependente do tempo é [latex]ihbarfrac{partial}{partial t}Psi = hat{H}Psi[/latex], onde [latex]hat{H}[/latex] é o Hamiltoniano operador, representando a energia total do sistema.

A equação de Schrödinger é a contraparte da mecânica quântica das equações de Newton. segunda lei Na mecânica clássica, enquanto a lei de Newton prevê a trajetória de uma partícula, a equação de Schrödinger prevê o comportamento futuro da função de onda de um sistema. A função de onda, Ψ, é uma amplitude de probabilidade de valor complexo, e o quadrado de sua magnitude, |Ψ|², fornece a densidade de probabilidade de encontrar a partícula em uma determinada posição e instante. A equação apresenta-se em duas formas principais: dependente do tempo e independente do tempo.

The time-dependent Schrödinger equation (TDSE), [latex]i\hbar\frac{\partial}{\partial t}\Psi(x, t) = \hat{H}\Psi(x, t)[/latex], describes a system evolving in time. The time-independent Schrödinger equation (TISE), [latex]\hat{H}\Psi(x) = E\Psi(x)[/latex], is used for systems in a stationary state, where the energy [latex]E[/latex] is constant. Solving the TISE for a given potential yields the allowed energy eigenvalues ([latex]E[/latex]) and the corresponding energy eigenfunctions ([latex]\Psi[/latex]), which represent the stable states of the system, such as the electron orbitals in an atom. The Hamiltoniano operator [latex]\hat{H}[/latex] is constructed from the classical expression for the total energy (kinetic plus potential) by replacing classical variables with their corresponding quantum operators. For a single non-relativistic particle, [latex]\hat{H} = -\frac{\hbar^2}{2m}\nabla^2 + V(x, t)[/latex].

UNESCO Nomenclature: 2210
Física Quântica

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Revolucionário

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Mecânica hamiltoniana (1833)
  • Hipótese da dualidade onda-partícula de De Broglie (1924)
  • Mecânica matricial (Heisenberg, 1925)
  • Equações de onda clássicas

Aplicações

  • Previsão de orbitais atômicos e moleculares (química quântica)
  • projeto de dispositivos semicondutores
  • modelagem de reações nucleares
  • understanding supercondutividade
  • projeto de algoritmo de computação quântica

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

  • ai-driven molecular design for new drugs and materials
  • real-time simulation of quantum systems on classical supercomputers
  • predictive modeling of protein folding
  • software for designing custom quantum wells in semiconductors
  • automated discovery of novel catalisadores
  • quantum financial modeling software
  • simulators for astrophysical quantum phenomena
  • control systems for quantum computers
Related to: Schrödinger equation, wavefunction, Hamiltonian operator, quantum state, diferencial parcial equation, quantum mechanics, probability amplitude, energy levels.

Contexto histórico

Equação de Schrödinger

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

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

10º ano aniversário

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