États d'un système | Physique thermique Conférence Notes

Depuis l'état quantique est indépendante du temps, nous pouvons utiliser l'équation de Schrödinger pour déterminer l'énergie du système. Ainsi, chaque état quantique a une énergie définie. Unis avec l'énergie identiques sont dits appartenir au même niveau d'énergie. La multiplicité (ou de la dégénérescence) d'un niveau d'énergie est le nombre d'états quantiques avec la même énergie.

Alors que dans la mécanique quantique, ce sont les niveaux d'énergie qui sont la contrepartie importante, en physique thermique nous sommes plus préoccupés par le nombre d'états quantiques dans un certain niveau d'énergie

Exemple:.

Qu'est-ce que la multiplicité de l'atome d'hydrogène?

Sans entrer dans les détails du calcul, qui est relativement impliqué, l'application de l'équation de Schrödinger pour l'atome d'hydrogène montre que les niveaux d'énergie sont donnés par

(2.

1)

où e _{NIS l'énergie associée à la n}

^{ème niveau, est la masse réduite (avec m}

étant la masse de l'électron et M

étant la masse du noyau), c

est la vitesse de la lumière, Z

est le numéro atomique de l'atome, et ais constante de structure fine ( un ^{-1 = 137,036). Dans l'obtention de ce résultat, nous avons négligé le fait que le proton dans le noyau possède aussi une rotation de ½. En plus de ce résultat, l'équation de Schrôdinger montre qu'il existe trois nombres quantiques "" associés à l'atome.}

Ces chiffres, notée n

, L

, et m

, désignent le «nombre quantique radial», le «moment angulaire nombre quantique totale", et le "< em> z de la composante du nombre quantique de moment angulaire ". Le nombre quantique radial est directement liée à l'énergie, comme on le voit en (2.1), et satisfait. Le nombre total angulaire dynamique quantique est liée à la quantité de mouvement angulaire total de l'électron, et est associée à l'angle azimutal. Il doit satisfaire.

Le z de la composante du nombre quantique de moment angulaire est associé à l'angle zénithal, et est lié à la composante du moment angulaire pointant le long de cet axe. Il doit satisfaire

.

Le fait que la fonction d'onde de l'atome d'hydrogène nécessite trois nombres quantiques séparés de spécifier de manière unique conduit au résultat que nous voulons. Notez que le niveau d'énergie ne dépend que de façon explicite sur le nombre quantique radial.

Cela signifie que les deux autres nombres quantiques,