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Química · Glossário

O que é Operador, autofunção, autovalor?

Também chamado de: operador · autofuncao · autovalor

Definição 1.1 Química universitária — 3.º ano · Capítulo 1 — Mecânica quântica para químicos: sistemas-modelo

Um operador A^\hat A é uma regra que transforma uma função em outra função: A^f=g\hat A f = g. Ele é linear se A^(λf+μg)=λA^f+μA^g\hat A(\lambda f + \mu g) = \lambda\hat Af + \mu\hat Ag. Uma função não nula ff tal que A^f=af\hat Af = a f para um número aa é uma autofunção de A^\hat A, e aa é o autovalor correspondente.

Exemplos

Exemplo 1.2 (Os operadores de posição e de momento linear)

Em uma dimensão, o operador posição multiplica por xx, x^f=xf\hat x f = xf, e o operador momento linear deriva, p^f=−iℏ  ⁣df/ ⁣dx\hat p f = -\iu\hbar\, \dd f/\dd x, com ℏ=h/2π\hbar = h/2\pi. A função eikx\eu^{\iu kx} é uma autofunção de p^\hat p com autovalor ℏk\hbar k: uma onda de comprimento de onda λ=2π/k\lambda = 2\pi/k tem momento linear h/λh/\lambda, a relação de de Broglie. A função sin⁡kx\sin kx não é autofunção de p^\hat p (sua derivada é um cosseno), mas é autofunção de p^2=−ℏ2  ⁣d2/ ⁣dx2\hat p^2 = -\hbar^2\,\dd^2/\dd x^2, com autovalor ℏ2k2\hbar^2k^2.

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