Estados de un Sistema | Conferencia Física Térmica Notes

Dado que el estado cuántico es independiente del tiempo, podemos usar la ecuación de Schrodinger para determinar la energía del sistema. Así, cada estado cuántico tiene una energía definida. Unidos con energía idénticos se dice que pertenecen al mismo nivel de energía. La multiplicidad (o degeneración) de un nivel de energía es el número de estados cuánticos con la misma energía.

Mientras que en la mecánica cuántica son los niveles de energía que son la consideración importante, en la física térmica estamos más preocupados por el número de estados cuánticos en un cierto nivel de energía

Ejemplo:.

¿Cuál es la multiplicidad del átomo de hidrógeno?

Sin entrar en los detalles del cálculo, que es relativamente involucrado, la aplicación de la ecuación de Schrödinger para el átomo de hidrógeno muestra que los niveles de energía son dadas por

(2.

1)

donde e _{n es la energía asociada con el n}

^{ª planta, es la masa reducida (con m sobre ser la masa del electrón y M sobre ser la masa del núcleo), c}

es la velocidad de la luz, Z

es el número atómico del átomo, y ais constante de estructura fina ( un ^{-1 = 137.036). En la obtención de este resultado, hemos descuidado el hecho de que el protón en el núcleo también tiene un espín de ½. Además de este resultado, la ecuación Schrodinger muestra que hay tres "números cuánticos" asociados con el átomo.}

Estos números, denotados n

, l

y m

, denotan el "número cuántico radial", el "momento angular total del número cuántico", y el "< em> z

componente del número cuántico del momento angular ". El número cuántico radial está directamente relacionada con la energía, como se ve en (2.1), y satisface. El número total cuántico del momento angular está relacionado con el momento angular total del electrón, y se asocia con el ángulo azimutal. Debe satisfacer.

El z

componente del número cuántico del momento angular está asociado con el ángulo cenital, y se relaciona con ese componente del momento angular apuntando a lo largo de este eje. Debe satisfacer.

El hecho de que la función de onda del átomo de hidrógeno requiere tres números cuánticos separados para especificar únicamente conduce al resultado que queremos. Tenga en cuenta que el nivel de energía depende solamente de forma explícita en el número cuántico radial.

Eso quiere decir que los otros dos números cuánticos, ly