Compreendendo a Regra de Born na Mecânica Quântica
Fórmula: A-Regra-de-Born-é-um-conceito-fundamental-na-mecânica-quântica-que-liga-o-formalismo-matemático-das-funções-de-onda-à-realidade-física-das-observações.-De-acordo-com-a-Regra-de-Born,-a-probabilidade-(P)-de-observar-um-resultado-particular-em-um-sistema-quântico-é-proporcional-ao-quadrado-da-amplitude-da-função-de-onda,-denotada-como-|ψ|².-Esta-regra-sucinta-e-poderosa,-introduzida-por-Max-Born-em-1926,-permite-aos-físicos-prever-a-probabilidade-de-vários-resultados-em-experimentos-quânticos. A-fórmula-da-Regra-de-Born-é-expressa-como: Fórmula: Onde: A-função-de-onda,-ψ,-é-uma-função-de-valor-complexo-que-encapsula-todas-as-informações-sobre-um-sistema-quântico.-Pode-ser-representada-em-termos-de-suas-partes-real-e-imaginária-ou-através-de-sua-magnitude-e-fase.-O-valor-absoluto,-|ψ|,-representa-a-magnitude-da-função-de-onda.-Para-encontrar-a-probabilidade-de-um-resultado,-nós-elevamos-essa-magnitude-ao-quadrado,-dando-nos-|ψ|². Considere-uma-função-de-onda-ψ-=-0.3-+-0.4i-em-um-determinado-ponto-no-espaço.-A-probabilidade-de-observar-um-resultado-particular-pode-ser-calculada-como: Cálculo: Nesse-caso,-a-probabilidade-P(Observação)-=-0.25,-ou-25%.-Isso-significa-que-há-uma-chance-de-25%-de-observar-este-resultado-específico-no-ponto-dado. Para-ilustrar-a-Regra-de-Born-em-um-contexto-da-vida-real,-consideremos-pontos-quânticos—partículas-semicondutoras-minúsculas-usadas-na-tecnologia-moderna-para-aplicações-como-a-computação-quântica-e-a-imagem-médica.-As-informações-sobre-a-posição-e-os-estados-de-energia-dos-elétrons-dentro-de-um-ponto-quântico-são-descritas-por-uma-função-de-onda-ψ.-Suponha-que-queremos-encontrar-a-probabilidade-de-um-elétron-estar-em-um-certo-nível-de-energia.-Aplicando-a-Regra-de-Born,-calculamos-|ψ|²-para-a-função-de-onda-nesse-nível-de-energia,-dando-nos-a-probabilidade-desejada. A-Regra-de-Born-fornece-uma-ponte-entre-o-formalismo-matemático-abstrato-da-mecânica-quântica-e-a-realidade-física-das-medições-e-observações,-tornando-possível-prever-os-resultados-experimentais. Sim,-a-Regra-de-Born-é-um-princípio-universal-na-mecânica-quântica-e-pode-ser-aplicada-a-qualquer-sistema-quântico,-seja-um-elétron-em-um-átomo,-um-fóton-em-um-experimento-de-fenda-dupla-ou-um-ponto-quântico. Se-a-função-de-onda-ψ-for-zero-em-um-ponto-dado,-então-|ψ|²-também-é-zero,-o-que-significa-que-a-probabilidade-de-observar-um-resultado-naquele-ponto-é-zero. A-Regra-de-Born-é-uma-pedra-angular-da-mecânica-quântica-que-traduz-a-amplitude-da-função-de-onda-em-probabilidades-observáveis.-Compreendendo-e-aplicando-essa-regra,-os-físicos-podem-prever-com-precisão-a-probabilidade-de-vários-resultados-em-experimentos-e-tecnologias-quânticas.-Seja-para prever a posição de um elétron ou o estado de um computador quântico, a Regra de Born continua sendo uma ferramenta indispensável no kit de ferramentas quânticas.P(Observação)-=-|ψ|²Introdução-à-Regra-de-Born-na-Mecânica-Quântica
Desdobramento-da-Fórmula
P(Observação)-=-|ψ|²P(Observação)=-Probabilidade-de-um-resultado-específico-observado-no-sistema-quântico.|ψ|²=-O-quadrado-do-valor-absoluto-da-função-de-onda-em-um-ponto-dado.Função-de-Onda-(ψ)
Considerações-de-Entrada-e-Saída
Entrada:
psiReal:-A-parte-real-da-função-de-onda.-É-medida-como-um-número-decimal.psiImag:-A-parte-imaginária-da-função-de-onda.-Também-é-medida-como-um-número-decimal.Saída:
P(Observação):-A-probabilidade-de-um-resultado-específico-no-sistema-quântico,-expresso-como-um-número-entre-0-e-1.Cálculo-de-Exemplo
|ψ|²-=-(0.3²-+-0.4²)-=-0.25Exemplo-da-Vida-Real:-Pontos-Quânticos
Perguntas-Frequentes
Qual-é-a-importância-da-Regra-de-Born-na-mecânica-quântica?
A-Regra-de-Born-pode-ser-aplicada-a-todos-os-sistemas-quânticos?
O-que-acontece-se-a-função-de-onda-for-zero?
Resumo
Tags: Mecânica Quântica, Física, Função de Onda