Équation de Schrödinger
Bonsoir à tous
Sur la page suivante, https://fr.wikipedia.org/wiki/Équation_de_Schrödinger , est-ce que vous pouvez m'expliquer comment est-on passé de l'équation vectorielle de Schrödinger,
$$ \frac{\hat{\vec{\mathbf{p}}}^2}{2m}| \Psi (t)\rangle + V\Bigl(\hat{\vec{\mathbf{r}}},t\Bigr)| \Psi (t) \rangle=i \hbar {\partial\over \partial t} | \Psi (t) \rangle $$ à l'équation de Schrödinger fonctionnelle, $$ i\hbar\frac{\partial\Psi(t,\vec{r})}{\partial t}=-\frac{\hbar^{2}}{2m}\vec{\nabla}^{2}\Psi(t,\vec{r})+V(t,\vec{r})\Psi(t,\vec{r}) $$ en appliquant les deux formules suivantes, $$ \begin{cases} \hat{\vec{\mathbf{r}}}|\vec{r}\rangle=\vec{r}|\vec{r}\rangle \\ \Psi (t,\vec{r})\equiv\langle\vec{r}|\Psi(t)\rangle\ \end{cases} \quad ?
$$ Ce n'est malheureusement pas bien expliqué, pour moi, ça, en parcourant, les deux paragraphes : - Formulation moderne, et - Résolution de l'équation, figurant sur ce lien Wikipédia, ci dessus.
Merci d'avance.
Sur la page suivante, https://fr.wikipedia.org/wiki/Équation_de_Schrödinger , est-ce que vous pouvez m'expliquer comment est-on passé de l'équation vectorielle de Schrödinger,
$$ \frac{\hat{\vec{\mathbf{p}}}^2}{2m}| \Psi (t)\rangle + V\Bigl(\hat{\vec{\mathbf{r}}},t\Bigr)| \Psi (t) \rangle=i \hbar {\partial\over \partial t} | \Psi (t) \rangle $$ à l'équation de Schrödinger fonctionnelle, $$ i\hbar\frac{\partial\Psi(t,\vec{r})}{\partial t}=-\frac{\hbar^{2}}{2m}\vec{\nabla}^{2}\Psi(t,\vec{r})+V(t,\vec{r})\Psi(t,\vec{r}) $$ en appliquant les deux formules suivantes, $$ \begin{cases} \hat{\vec{\mathbf{r}}}|\vec{r}\rangle=\vec{r}|\vec{r}\rangle \\ \Psi (t,\vec{r})\equiv\langle\vec{r}|\Psi(t)\rangle\ \end{cases} \quad ?
$$ Ce n'est malheureusement pas bien expliqué, pour moi, ça, en parcourant, les deux paragraphes : - Formulation moderne, et - Résolution de l'équation, figurant sur ce lien Wikipédia, ci dessus.
Merci d'avance.
Réponses
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Bonjour,
Voir les propriétés de la transformée de Fourier et la définition de $\bf \hat{\vec p}$. -
Bonjour Calli,
Je n'ai pas de cours entre les mains en ce moment. Je ne sais pas où en trouver un qui traite de l'analyse hilbertienne de point de vue de la mécanique quantique. Je n'arrive pas à en trouver un sur le net.
J'ai suivi un cours de mécanique quantique quant j'étais à la fac, mais ça remonte à plus de 10 ans. J'ai tout oublié. Est ce que tu peux m'écrire la réponse ici s'il te plaît ?. Je suis sûr que je ne trouverai aucune peine à la comprendre.
Merci pour ton aide. -
Il suffit de projeter l'équation vectorielle sur la base (orthogonale) des vecteurs propres de l'observable $\hat{r}$ et utiliser la relation de fermeture de la base en question. On laisse aux mathématiciens tous les problemes de convergence ainsi que le fait que les vecteurs de la base des positions ne sont pas normables i.e. n'appartiennent pas strictu sensu à l'espace de Hilbert.
-
Bonjour,
Après une brève révision que j'ai effectuée tout à l'heure, voici où j'en suis,
On pars de l'équation vectorielle,
$$ \frac{\hat{\vec{\mathbf{p}}}^2}{2m}| \Psi (t)\rangle + V\Bigl(\hat{\vec{\mathbf{r}}},t\Bigr)| \Psi (t) \rangle=i \hbar {\partial\over \partial t} | \Psi (t) \rangle $$
Par conséquent,
$$ \langle\vec{r} | \frac{\hat{\vec{\mathbf{p}}}^2}{2m} + V\Bigl(\hat{\vec{\mathbf{r}}},t\Bigr)| \Psi (t) \rangle= \langle\vec{r} | i \hbar {\partial\over \partial t} | \Psi (t) \rangle $$
C'est à dire,
$$ \langle\vec{r} | \frac{\hat{\vec{\mathbf{p}}}^2}{2m} | \Psi (t) \rangle + \langle\vec{r} | V\Bigl(\hat{\vec{\mathbf{r}}},t\Bigr)| \Psi (t) \rangle= \langle\vec{r} | i \hbar {\partial\over \partial t} | \Psi (t) \rangle $$
C'est à dire,
$$ \frac{\hat{\vec{\mathbf{p}}}^2}{2m} \Psi (t , \vec{r}) + V\Bigl(\hat{\vec{\mathbf{r}}},t\Bigr) \Psi (t , \vec{r} ) = i \hbar {\partial\over \partial t} \Psi (t, \vec{r}) $$
C'est à dire,
$$ -\frac{\hbar^{2}}{2m}\vec{\nabla}^{2}\Psi(t,\vec{r})+V(t,\vec{r})\Psi(t,\vec{r}) = i\hbar\frac{\partial\Psi(t,\vec{r})}{\partial t} $$
Est ce que c'est ça ? :-)
Edit,
Croisement avec le message de SERGE_S :-) -
Bonjour SERGE_S,SERGE_S a écrit:Il suffit de projeter l'équation vectorielle sur la base (orthogonale) des vecteurs propres de l'observable $\hat{r}$ et utiliser la relation de fermeture de la base en question.
- Quelle est cette base (orthogonale) des vecteurs propres de l'observable $\hat{r}$ dont il est question ici SERGE_S ?
- Qu'entends tu par la relation de fermeture de la base en question ?SERGE_S a écrit:On laisse aux mathématiciens tous les problemes de convergence ainsi que le fait que les vecteurs de la base des positions ne sont pas normables i.e. n'appartiennent pas strictu sensu à l'espace de Hilbert.
Peux tu m'expliquer un peu plus cette phrase s'il te plaît ?
- Pourquoi les vecteurs de la base des positions ne sont pas normables ?
- Pourquoi cela signifie-t-il qu'ils n'appartiennent pas à l'espace de Hilbert ?
Merci d'avance. -
- La base en question est composée par les vecteurs propres de l'observable $\hat{r}$. Cet opérateur ne fait que multiplier une fonction d'onde par $r$. Si on veut expliciter ces fonctions il est plus simple de raisonner sur la base des impulsions où on obtient des ondes planes donc de norme infinie qui n'appartiennent pas à l'espace de Hilbert.
- La relation de fermeture c'est simplement l'expression qui exprime le fait que tout vecteur de l'espace de Hilbert s'exprime comme somme de vecteurs de base. La somme pouvant être dénombrable (si la base est dénombrable) ou non-dénombrable (comme le cas qu'on considère ici). Si la somme est non dénombrable elle s'exprime comme une intégrale.
- Les vecteurs de la base ¦r> ne sont pas normables parce que physiquement ils sont des ondes planes. Une onde plane n'est pas de carré sommable.
- Les vecteurs d'un espace de Hilbert ont par définition une norme finie.
- La base en question est composée par les vecteurs propres de l'observable $\hat{r}$. Cet opérateur ne fait que multiplier une fonction d'onde par $r$. Si on veut expliciter ces fonctions il est plus simple de raisonner sur la base des impulsions où on obtient des ondes planes donc de norme infinie qui n'appartiennent pas à l'espace de Hilbert.
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Merci SERGE_S. :-)
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Est ce que vous pouvez m'expliquer pourquoi,
$$ \langle\vec{r} | \frac{\hat{\vec{\mathbf{p}}}^2}{2m} | \Psi (t) \rangle = \frac{\hat{\vec{\mathbf{p}}}^2}{2m} \Psi (t , \vec{r}) $$ à l'aide du produit scalaire, de la transformée de Fourier de la fonction d'onde, et de la base des vecteurs propres de l'espace de Hilbert des fonctions d'ondes ?
Merci d'avance. -
Bonjour,
Cette relation est fausse. -
Comment la corriger YvesM ?
Merci. :-) -
Bonjour,
Tu ne l’écris pas.
La relation correcte est :
$<r|p^2=-\not{h}^2\Delta_r<r|$ -
Merci YvesM. :-)
Il me semble que je comprends un peu le truc,
$$ \langle\vec{r} | \frac{\hat{\vec{\mathbf{p}}}^2}{2m} | \Psi (t) \rangle = \langle\vec{r} | - \frac{\hbar^{2} }{2m} \nabla^2 | \Psi (t) \rangle = - \frac{ \hbar^{2}}{2m} \nabla^2 \langle\vec{r} | \Psi (t) \rangle = - \frac{\hbar^{2} }{2m} \nabla^2 \Psi (t , \vec{r}) $$ -
Bonjour,
Ton écriture intermédiaire est fausse. Comme je suis physicien ça ne me dérange pas. Mais il est facile d’éviter d’écrire un truc faux.
Relis mon message précédent. -
Ah oui, c'est vrai. Merci beaucoup YvesM. :-)
Salut Calli. ;-)
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