HydroSchrödinger: Gerador de Orbitais do Hidrogênio

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Introdução

HydroSchrödinger é um programa desenvolvido em Java cujo o principal objetivo é gerar gráficos de dispersão dos orbitais do hidrogênio.

O hidrogênio é um átomo que possui um próton e um elétron. Os orbitais do hidrogênio são as regiões onde a probabilidade de encontrar o elétron é maior. A figura a seguir mostra um exemplo de orbital gerado por HydroSchrödinger:

Exemplo de orbital do hidrogênio.

Quanto mais escura uma região, maior a probabilidade de encontrar o elétron.

Além dos orbitais, HydroSchrödinger também é capaz de gerar gráficos da função radial, que é uma das funções que compõem a função de onda do hidrogênio:

Exemplo de função radial.

Para usar HydroSchrödinger é recomendado que se tenha algum conhecimento sobre mecânica quântica, em particular sobre a equação de Schrödinger e funções de onda. Além disso, seu uso é destinado para fins didáticos.

Para maiores informações sobre a equação de Schrödinger, funções de onda e orbitais, consulte as referências ao final da página.

Funcionamento

Tanto os gráficos dos orbitais como os gráficos da função radial utilizam a função de onda, que é a solução da equação de Schrödinger (neste caso, independente do tempo).

Os orbitais são gerados fazendo uso da função de densidade de probabilidade, que é o módulo da função de onda ao quadrado.

A função de onda do átomo de hidrogênio é expressa em coordenadas esféricas. A "parte" da função de onda que depende apenas do raio é a função radial, cujo gráfico também pode ser gerado por HydroSchrödinger.

Para gerar os gráficos, esse programa utiliza a API JFreeChart.

Requisitos

Para executar HydroSchrödinger, é necessário ter o Java 8 ou superior instalado no computador.

Download e Guia do Usuário

O download de HydroSchrödinger pode ser feito no link: Guia em PDF.

O guia do usuário em PDF explicando as funcionalidades de HydroSchrödinger pode ser obtido no link: HydroSchrödinger (Java).

Referências

Griffths, D.J. Introduction to Quantum Mechanics. 2 ed. Pearson, 2013.

Sakurai, J.J.; Napolitano, J.J. Modern Quantum Mechanics. 2 ed. Pearson Education, 2014.

Schiff, L. I. Quantum Mechanics. 3 ed. McGraw-Hill, 1968.

HyperPhysics. The Hydrogen Atom. Disponível em: <http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/hydsch.html>. Acesso em: 18 de janeiro de 2015.

Wikipedia. Hydrogen atom. Disponível em: <https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_atom>. Acesso em: 18 de janeiro de 2015.

Wikipedia. Atomic orbital. Disponível em: <https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_orbital>. Acesso em: 18 de janeiro de 2015.

Wikipedia. Schrödinger equation. Disponível em: <https://en.wikipedia.org/wiki/Schrödinger_equation>. Acesso em: 18 de janeiro de 2015.

Fleming, H. Notas de Aula: Mecânica Quântica. Disponível em: <http://efisica.if.usp.br/moderna/mq/>. Acesso em: 18 de janeiro de 2015.

Observações

Esta postagem foi atualizada em 27/07/2017.

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