[ناصر اللحياني]

ا هي معادلة شرودنجر ؟
إن كل جسيم كمي ممثلٌ بدالة موجية. في عام 1925م طور اروين شرودنجر المعادلة التفاضلية التي تصف تطور تلك الدوال الموجية. و باستخدام معادلة شرودنجر يكون باستطاعة العلماء أن يجدوا الدالة الموجية التي تحل مشكلة محددة في ميكانيكا الكم. و لسوء الحظ، فإنه من المستحيل عادة أن نـُوجدَ حلا تاما للمعادلة. لذلك يتم استخدام افتراضات معينة من أجل إيجاد جواب تقريبي للمشكلة المحددة.

معادلة شرودنجر


حيث : هو العدد التخيلي
هو ثابت بلانك مقسوماً على 2π
الدالة الموجية معرفة على الفضاء و الزمن
كتلة الجسيم
معامل لابلاس
الطاقة الكامنة المؤثرة على الجسيم

[ناصر اللحياني]

ما هي حزمة الموجة ( Wave Packet )؟

كما أشير من قبل، فإن معادلة شرودنجر لمشكلة محددة لا يمكن أن تحل حلا تاما. على أية حال، عندما تنعدم القوة المطبقة على الجسيم فإن طاقتها الكامنة تكون صفرا، و عندها فإن معادلة شرودنجر للجسيم يمكن أن تحل حلا تاما. إن هذا الحل لذلك الجسيم الحر يُعرف بحزمة الموجة (التي تظهر مبدئيا تماما مثل منحنى جرس جاوس). حزم الموجة، بالتالي، تستطيع أن تقدم طريقة مفيدة لإيجاد حلا تقريبيا للمشكلة التي عدا ذلك لا تـُحلُّ بسهولة.

أولا، يتم افتراض حزمة الموجة لتصف مبدئيا الجسيم تحت الدراسة. بعد ذلك، عندما يلتقي الجسيم بقوة (حيث لن تكون طاقته الكامنة صفرا)، فإن تلك القوة سوف تعدل الحزمة الموجية. و الخدعة –بالتأكيد– هي إيجاد طرقٍ دقيقة (و سريعة!) لمكاثرة (propagate) حزمة الموجة بحيث تظل تمثل الجسيم في نقطة لاحقة في الزمن.

إن إيجاد تقنيات مكاثرةٍ مماثلة، و تطبيقها في مشاكل (مسائل) مفيدة، هو موضوع تحت البحث حاليا.

[ناصر اللحياني]

المراجع

claude cohen–tannoudji , bernard diu , and frank laloe , Quantum Mechanics ,Volumes 1 and 2,John Wiley & Sons,New York(1977)

John J. Brehm and William J. Mullin , introduction to Structure of Matter : A course in Modern Physics, John Wiley & Sons , New York(1989)

Donald A. McQuarrie , Quantum Chemistry , University Science Books , Mill Valley , Calif(1983)