Fundamentalismo Quântico: Introdução aos Princípios Básicos

Fundamentalismo Quântico: Introdução aos princípios básicos, com ênfase no momento angular e operadores de energia referentes ao átomo de Hidrogênio.

Jéssica da Conceição da Silva ¹, Lauricleide dos santos Albuquerque, Maria Jisele dos Passos Santos¹, Monik Tamires Silva Santos¹,

¹Graduandas da Licenciatura em Química– IFAL

O devido trabalho apresenta resultados de uma revisão na literatura referente aofundamentalismo quântico e uma análise acerca do momento angular e os operadores de energia para o átomo de hidrogênio. Ateoria quântica é um ramo da física que lida com o comportamento da matéria e da energia na escala de átomos e partículas subatômicas. A mecânica quântica é fundamental ao nosso entendimento de todas as forças fundamentais da natureza, exceto a gravidade, está teoria é a base de diversos ramos da física, incluindo eletromagnetismo, física de partículas, física da matéria condensada, e até mesmo partes da cosmologia e ainda a mesma é essencial para a teoria das ligações químicas e, portanto de toda química, biologia estrutural, e tecnologias como a eletrônica, tecnologia da informação, e nanotecnologia. O principal progresso da mecânica quântica em seu princípio foi à explicação da dualidade onda-partícula, ou seja, como em níveis subatômicos o que os humanos vieram a chamar de partículas subatômicas têm propriedades de ondas e o que era considerado onda tem propriedade corpuscular. Com o propósito de estudar o átomo de Hidrogênio é importante frisar que os estados quânticos do elétron do hidrogênio são caracterizados por três números quânticos n, l, em e ainda o elétron possui um número quântico intrínseco de “spin”, formando um total de 4 números quânticos.Além disso, através da solução da equação de Schrödinger – A qual rege a evolução temporal da função de onda  (x,t) -para átomo de hidrogênio é possível obter a quantização do momento angular orbital de acordo com as fórmulas analisadas e apresentadas no desenvolver da pesquisa.Observou-se ainda que através da mecânica quântica é possível encontrar operadores que comutem no átomo de hidrogênio, possibilitando assim a obtenção de quantidades desejadas de operadores para não ocorrer problemas já observados pelo princípio da incerteza de Heisenberg, que surge pela falta de comutatividade entre os operadores de momento linear e de posição. Para que tenhamos uma descrição completa do sistema observável foi preciso trabalhar com operadores que comutam entre si, pois essa é a única forma de obter a descrição física do estado em que o sistema se encontra.Nas palavras recentes de um especialista, “a mecânica quântica é muito mais que apenas uma ‘teoria’, ela é uma forma completamente nova de ver o mundo”.[pic 3]

PALAVRAS CHAVES: Mecânica quântica, Átomo de Hidrogênio.

This work show results from a literature review and quantum fundamentalism and an analysis of the angular momentum and the energy operators for the hydrogen atom. Quantum theory is a field of physics that deals with the behavior of matter and energy in the atomic and subatomic particles scale. Quantum mechanics is fundamental to our understanding of all fundamental forces in nature except gravity, this theory is the basis to several branches and physics, including electromagnetism, particle physics, condensed matter physics, and even parts of cosmology and still the same is essential for the theory of chemical bonds and therefore of all chemistry, structural biology, and technologies such as electronics, information technology, and nanotechnology.The main progress of quantum mechanics in its beginning was the explanation of the wave-particle duality, that is, how at subatomic levels what humans have come to call subatomic particles have wave properties and what was considered a wave has corpuscular property. For the purpose of studying the hydrogen atom, it is important to stress that the quantum states of the hydrogen electron are characterized by three quantum numbers n, land the electron also has an intrinsic quantum number of spin, forming a total of four numbers Quantum theory. In addition, for the solution of the Schrödinger equation - which governs the time evolution of the wave function Ψ (x, t) - for the hydrogen atom, it is possible to obtain the quantization of the orbital angular momentum according to the formulas analyzed and presented in Research. It was also observed that through quantum mechanics it is possible to find operators that talk on the hydrogen atom, thus enabling the obtaining of desired quantities of operators to avoid problems already observed by the Heisenberg uncertainty principle, which arises from the lack of commutativity between the Operators of linear momentum and position. In order for us to have a complete description of the observable system, it was necessary to work with operators that switch between them, since this is the only way to obtain the physical description of the state in which the system is located. In a recent expert's words, "quantum mechanics is much more than just a 'theory', it's a new whole way of seeing the world."

KEY-WORDS: Quantum Mechanics, Hydrogen Atom.

1. INTRODUÇÃO

MECÂNICA QUÂNTICA

Os anos 1924-1926 marcaram a eclosão da mecânica quântica; é ela que explica a estabilidade da matéria, é a única que descreve corretamente a matéria microscópica, as moléculas, os átomos, os núcleos, a física da matéria condensada e a energia; a supercondutividade, o magnetismo e a física de partículas elementares. 1

A mecânica quântica recebe esse nome por prever um fenômeno bastante conhecido dos físicos, a quantização. No caso dos estados ligados, por exemplo, ela consegue explicar qual a energia que faz com que o elétron orbite em torno de um núcleo positivo, consegue também prever qual a energia de um elétron contido em um átomo em repouso, além disso, ainda é possível explicar como as ondas eletromagnéticas podem transmitir pacotes de energias (os chamados de quantum).

Dois caminhos conduziram historicamente a mecânica quântica os trabalhos de Einstein sobre os fótons e a dualidade onda-corpúsculo de L. De Broglie (1892-1987). As ideias de De Broglie levaram Schrödinger a descobrir a equação diferencial da onda associada aos corpúsculos. E foi a partir desses trabalhos de Schrödinger que se desenvolveu a descrição da teoria quântica pela mecânica ondulatória. 2

A fórmula de Schrödinger age de forma análoga à segunda lei de Newton, dadas condições iniciais apropriadas, pois assim como na mecânica clássica a segunda lei de Newton consegue determinar x (t) para qualquer instante de tempo futuro, na mecânica quântica a equação de Schrödinger consegue determinar (x,t) para qualquer instante de tempo futuro.3[pic 4]

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