Membros de um Sistema | Thermal Physics Palestra Notes

Uma vez que o estado quântico é independente do tempo, podemos usar a equação de Schrödinger para determinar a energia do sistema. Assim, cada estado quântico tem uma energia definida. Estados com energia idênticos são ditos pertencer ao mesmo nível de energia. A multiplicidade (ou degeneração) de um nível de energia é o número de estados quânticos com a mesma energia.

Considerando que a mecânica quântica é os níveis de energia que são a consideração importante, na física térmica estamos mais preocupados com o número de estados quânticos em um certo nível de energia

Exemplo:.

O que é a multiplicidade de o átomo de hidrogénio?

Sem entrar nos pormenores do cálculo, que está relativamente envolvido, a aplicação da equação de Schrodinger ao átomo de hidrogénio mostra que os níveis de energia são dadas por

(2.

1)

e onde _{NIS a energia associada com o n}

^{th nível, é a massa reduzida (com m}

ser massa do elétron e M

sendo a massa do núcleo), c

é a velocidade da luz, Z

é o número atômico do átomo, e ais constante de estrutura fina ( um ^{-1 = 137,036). Na obtenção deste resultado, temos negligenciado o fato de que o próton no núcleo também tem uma rotação de ½. Em adição a este resultado, a equação de Schrodinger mostra que existem três "quantum" números associados com o átomo.}

Estes números, denotadas n

, l

, e m

, denotam o "número radial quantum", o "momento angular total de número quântico", e do "< em>

z componente do número quântico do momento angular ". O número quântico radial está directamente relacionado com a energia, como pode ser visto em (2.1), e satisfaz. O número total impulso quântico angular está relacionada com o momento angular do electrão, e está associada com o ângulo azimutal. Ele deve satisfazer.

O Z

componente do número quântico momento angular está associada com o ângulo zénite, e está relacionada com a componente do momento angular que aponta ao longo deste eixo. Ele deve satisfazer.

O fato de que a função de onda do átomo de hidrogênio requer três números quânticos separados para especificar exclusivamente conduz ao resultado que queremos. Note-se que o nível de energia explicitamente apenas depende do número quântico radial.

Isso significa que os outros dois números quânticos, l e

m

, pode assumir qualquer valor nos seus intervalos permitidos sem alterar a