Quantum Mechanics and the Schrödinger Equation
معادلة شرودنجر: فهم الطبيعة الموجية للإلكترونات
مقدمة حول الطاقة والموجات
- برفسور ديف يشرح كيف أُجبرنا على قبول فكرة أن الطاقة مكممة، وأن الضوء يظهر سلوك مزدوج كموجة وجسيم.
- دي بروغلي عمم مفهوم الإزدواجية ليشمل جميع المواد، مما يعني أن كل مادة لها طول موجي مرتبط بكتلتها.
طبيعة الإلكترون كموجة
- الألكترون صغير بما يكفي ليكون له طول موجي مناسب، مما يتطلب منا النظر إليه كجسيم وموجة في آن واحد.
- يمكن اعتبار الألكترون داخل الذرة كموجة موقوفة دائرية، حيث يجب أن تمتلك عدد صحيح من الأطوال الموجية لتتواجد.
مستويات الطاقة وتكميمها
- عندما يُضرب الإلكترون بفوتون بطاقة معينة، يتم امتصاص الطاقة ويرتفع إلى مستوى طاقة أعلى مع زيادة عدد الأطوال الموجية.
- التداخل البناء للموجات الموقوفة يفسر كيفية إنتاج الروابط التساهمية في الكيمياء.
معادلة شرودنجر
- إروين شرودينجر قدم معادلته عام 1925 التي تصف السلوك الموجي للإلكترونات باستخدام دوال موجات ثلاثية الأبعاد.
- ماكس بورن اقترح ترجمة الدالة الموجية كسعة احتمالية، حيث يصف مربع مقدار الدالة احتمالية وجود الإلكترون في موقع معين.
الطبيعة الاحتمالية للميكانيكا الكمية
- معادلة شرودينجر تحسب الدالة الموجية بشكل قطعي لكن تعبر عن احتمالية وجود الإلكترون في مواقع مختلفة.