Calimero0000: uma edição

2013-05-03T11:41:03Z

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{{Mecânica-quântica|Topico-c=Conceitos fundamentais}}

'''Função de onda''' é uma ferramenta matemática que a [[física quântica]] usa para descrever um sistema físico qualquer.

[[Image:Hydrogen Density Plots.png|280px|thumb|300px|
|A densidade de probabilidade do elétron para o átomo de hidrogênio, mostrada como seções transversais. Essas orbitais formam uma base ortonormal para a função de onda do elétron. Diferentes orbitais são retratadas com escalas diferentes.]]

É uma função matemática tipicamente de espaço, momento ou spin e possivelmente de tempo que retorna a amplitude de probabilidade de uma posição ou momento de uma partícula subatômica. Matematicamente, é uma função do espaço, que mapeia os possíveis estados do sistema dentro dos números complexos. As leis da mecânica (equações de [[Schrödinger]]) quântica descrevem como a função de onda evolui com o tempo

== Problemas de nomenclatura ==

O termo '''função de onda''' segundo a [[mecânica quântica]] tem um significado bastante diferente dependendo do contexto, seja na [[onda|física clássica]], seja no [[eletromagnetismo|eletromagnetismo clássico]].

Por causa da relação concreta entre função de onda e localização de uma partícula num espaço de posições, muitos textos sobre [[mecânica quântica]] têm um enfoque "ondulatório". Assim, embora o termo "função de onda" seja usado como sinônimo "coloquial" para [[vetor]] de estado, não é recomendável, já que não só existem sistemas que não podem ser representados por funções de onda, mas também que o termo função de onda leva a imaginar erroneamente que há algum meio que ondula no sentido mecânico.

Na [[química]], especialmente, um dos objetivos da função de onda de elétrons é descrever os chamados [[orbital|orbitais]] eletrônicos; com isso, aumenta ainda mais a confusão de termos que se referem a um mesmo conceito.

== Definição ==

O uso moderno do termo '''função de onda''' é para qualquer [[espaço vetorial|vetor]] ou [[função]] que descreva o estado de um sistema físico pela expansão em termos de outros estados do mesmo sistema. Normalmente, uma função de onda é:

* um vetor [[número complexo|complexo]] com finitos componentes:

:<math>\vec \psi = \begin{bmatrix} c_1 \\ \vdots \\ c_n \end{bmatrix}</math>,

* um vetor [[número complexo|complexo]] com infinitos componentes:

:<math>\vec \psi = \begin{bmatrix} c_1 \\ \vdots \\ c_n \\ \vdots \end{bmatrix}</math>,

* ou uma [[função]] [[número complexo|complexa]] de uma ou mais variáveis,

:<math>\psi(x_1, \, \ldots \, x_n)</math>.

Em todos os casos, a função de onda provê uma descrição completa do sistema físico ao qual está associado. Porém, deve-se frisar que uma função de onda não é unicamente determinada pelo sistema ao qual está associada, já que muitas funções de onda diferentes podem descrever o mesmo cenário físico.

== Interpretação ==

A interpretação física da função de onda depende do contexto. Veja alguns exemplos a seguir:

;Uma partícula em uma dimensão espacial

A função de onda [[espaço|espacial]] associada a uma partícula em uma dimensão é uma função complexa <math>\psi(x)\,</math> definida no conjunto dos números reais. O [[quadrado]] complexo da função de onda, <math>|\psi|^2\,</math>, é interpretado como a [[densidade]] de probabilidade associada à posição da partícula e, por isso, a probabilidade de a medição da posição da partícula dar um valor no intervalo <math>[a, b]</math> é

:<math>\int_{a}^{b} |\psi(x)|^2\, dx \quad </math>.

Isto leva à condição de normalização

:<math>N^2 \int_{-\infty}^{\infty} |\psi(x)|^2\, dx = 1 \quad </math>.

já que a medição da posição de uma partícula deve resultar em um número real.

== Significado filosófico da função de onda ==

A função de onda é a descrição mais completa possível de um sistema regido pela [[mecânica quântica]]. Se na mecânica clássica a descrição completa de um sistema consistia na tarefa de encontrar a posição e a velocidade de todas as partículas e, com esta descrição, ser possível prever todos os movimentos futuros e passados do sistema, na mecânica quântica não se pode descrever todos as grandezas desejadas com a mesma certeza (ver [[Princípio da incerteza de Heisenberg]]). De acordo com a mecânica quântica, a descrição do sistema termina ao nível da função de onda, com suas probabilidades de posição.

Por isso, depois do nascimento da mecânica quântica, a ciência alcançou um patamar que encerra o contraste entre o determinismo e o indeterminismo e, sob os auspícios da [[ciência]] contemporânea, temos a função de onda, que está na fronteira entre o [[determinismo]] e o indeterminismo.

== Veja também ==
[[Colapso da função de onda]]

[[Mecânica Quântica]]

== Referências ==
*[http://www.fing.edu.uy/if/cursos/fismod/cederj/aula04.pdf Função de onda e Equação de Schrödinger]

{{esboço-física}}

[[Categoria:Mecânica quântica]]

Função de onda - Histórico de revisões

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