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水素原子におけるシュレーディンガー方程式の解のまとめ
水素原子におけるシュレーディンガー方程式の解(すいそげんしにおけるシュレーディンガーほうていしきのかい)は、陽子1個と電子1個がクーロン力により結合している状態に対して、シュレーディンガー方程式を解くことによって求めた電子の波動関数である。陽子の代わりに、一般的な価数の原子核に置き換えた1電子系多価イオンは水素様原子と呼ばれており、本項の手法がそのまま適用できる。
水素原子は最も単純な原子モデルであるため、水素原子を用いると波動関数や固有エネルギー、電子殻や化学結合など化学の基礎となる重要な要素の理論的背景の説明が比較的容易になる。このため、水素原子におけるシュレディンガー方程式は様々な教科書で取り上げられている<ref name=harashima>原島鮮「初等量子力学」裳華房</ref><ref name=shimizu>清水清孝「シュレーディンガー方程式の解き方教えます」共立出版</ref><ref name=kondoh>近藤保、真船文隆「量子化学」裳華房</ref>。
なお、微細構造、超微細構造、ラムシフトなどの効果は、電子-陽子間のクーロン相互作用に比べると極めて小さく、本項では取り扱わない。
水素原子におけるシュレーディンガー方程式の解の目次
2.波動関数の導出
2.1.変数分離
2.2.Φ(φ)を解く
2.2.1.規格化
2.2.2.Φ(φ)の解
2.3.1.変数変換
2.3.2.ルジャンドルの陪関数をあてはめる
2.3.3.規格化
2.3.4.方位角部分の解
2.4.R(r)を解く
2.4.1.変数変換と式変形
2.4.2.ラゲールの陪多項式(ラゲール陪関数)をあてはめる
2.4.3.規格化
2.4.4.動径部分の解
2.5.解
4.参考文献
(出典:Wikipedia)
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