En muchos libros de texto encuentro el término energía más baja . Por ejemplo, en las estructuras atómicas, los electrones se colocan en orbitales para que el átomo tenga la energía más baja. Pero, ¿qué es esta energía? ¿Energía potencial o cinética, o la suma de ambas?
Respuestas
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ABPrime
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La energía mínima de un sistema cuántico es el valor propio mínimo del Hamiltoniano del sistema. El Hamiltoniano es el operador que corresponde al total energía del sistema, por lo que es la suma de la energía cinética y potencial. También suele denominarse energía del estado base del sistema.
¿pero qué es esta energía?
Heurísticamente, la energía del estado básico es la energía que el sistema tiene simplemente por existente . Normalmente, esto no tiene ningún sentido: si simplemente hago que el sistema haga nada se quedaría ahí, entonces tendría energía cero. No necesitaríamos el nombre elegante.
Pero resulta que esto es imposible . Nunca podremos "inmovilizar" un sistema y hacer que esté completamente quieto, debido al famoso principio de incertidumbre de Heisenberg, $$\Delta x \Delta p \geq \hbar/2.$$ El sistema debe tener algún momento, para satisfacer la desigualdad. A su vez, también tendrá algo de energía. Por eso nunca podremos alcanzar el cero absoluto. Por mucho que lo intentemos, siempre queda el meneo del estado básico.
GiorgioP
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La suma de los dos.
Un estado electrónico como un orbital es una solución exacta o aproximada de una ecuación de Schrödinger independiente del tiempo, es decir, un estado propio del hamiltoniano formado por un término de energía cinética y otro de energía potencial. El valor propio correspondiente es el valor de expectativa de dicho hamiltoniano, evaluado en el estado descrito por el orbital.
El valor de expectativa del hamiltoniano siempre puede escribirse como la suma del valor de expectativa de la energía cinética y potencial. La energía más baja, es el valor propio del hamiltoniano con el valor mínimo.
Kirtpole
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En QM la Ecuación de Schrödinger te da las soluciones para la función de onda de una partícula con un potencial dado. Dado que la energía está cuantizada, normalmente se encuentran varios valores posibles para la energía que vienen dados por un número entero $ n $ llamado Número Cuántico Principal. El valor más bajo de $ E_n $ normalmente cuando $ n=0 $ o $ n=1 $ es el Groud-Estado. Esto significa que la energía de la partícula es la más baja y es una combinación de la energía potencial y la energía cinética.
