L'Equation de Schrodinger et ses Applications
Ce chapitre est composé de deux parties:
- dans la première partie, nous vérifions l'équation de Schrodinger en utilisant le paquet d'onde, l'expression classique de l'énergie et la fonction d'onde;
- dans la seconde partie, l'équation de Schrodinger est utilisée pour décrire certains cas simples rencontrés dans notre vécu quotidien.
6. LA FONCTION D’ONDE
A toute particule en mouvement peut être associée une onde représentée par la fonction d'onde qui dépend plus généralement des coordonnées d'espace et de temps:
La fonction d'onde est à valeurs complexes et n'a pas par elle-même, de signification physique. Elle aide à décrire simplement l'état spatial d'une particule.
Expérimentalement, la probabilité de trouver la particule dans un élément de volume est donnée par l'expression:
ou encore:
La densité de probabilité de présence de l’électron au point considéré est définie par:
Plus précisément, si l'on cherche à localiser expérimentalement la particule, la probabilité de la trouver à l'instant t dans un volume V est donnée par la relation :
(D) : domaine de définition de la fonction d'onde.
Propriétés de la fonction d'onde
Propriéte 1:
Les bornes d’intégration correspondent à -∞ ≤ x ≤+∞; -∞ ≤ y ≤+∞ et -∞ ≤ z ≤+∞. Ceci représente la condition de normalisation des fonctions d’onde. La fonction d’onde doit être de carré sommable.
Propriéte 2:
Si est une fonction d'onde, λ un complexe alors
est une fonction d’onde.
Propriéte 3:
Si et
sont deux fonctions d'onde, alors
est une fonction d’onde.
Les propriétés 2 et 3 font que les fonctions d'onde constituent un espace vectoriel L2, espace vectoriel construit sur le corps des complexes C.