Enunciado
Física - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 8.Problemas Teóricos - Ex. 17
Quais, dentre ad funções do Problema 8.15, são (a) também autofunções do operador e (b) exclusivamente autofunções de ? Dê os autovalores quando for apropriado.
Passo 1
Aoooo clóóóviiss... Chega mais e let’s bora cair maando nessa questão aqui!!
Aqui não temos muito segredos... tudo o que queremos saber é se cada uma dessas funções pode ser uma autofunção do operador diferencial de segunda ordem..
“Ah beleza então... ...”
Eu sei... calma hahahaha
Bom, basicamente teremos que aplicar o operador (ou seja, derivar a função duas vezes), e verificar se a função obtida é um múltiplo da função original.... em outras palavras:
A função será uma autofunção do operador, e o múltiplo será o autovalor desse mesmo operador.
Ta tudo meio no mundo das ideias.. vamos ver se para a primeira função fica menos bagunçado!
Passo 2
Lá na questão 8.15 tínhamos, para a letra (a) :
Bom, vamos aplicar o operador:
Repare então, que:
Portanto, a função é uma autofunção do operador; e o autovalor é . Topzera!
Próximo!!
(b) :
Borá lá:
Ou sejaaa... Sim, novamente será uma autofunção do operador, e dessa vez o autovalor vale .
Passo 3
Ok... tamo quase lá!
(c) :
Aqui.... naturalmente né?! A derivada disso será ZERO.... e como Zero é uma constante:
Teremos sim uma autofunção e um autovalor igual a ZERO.
Sim... o universitário moderno não tem um dia de paz.... mas ok!
Agora para um (d):
Integrando, teremos:
Portanto, assim como na alternatica anterior... o Zero é uma constante e serve como autovalor... e portanto a função é uma autofunção do operador.
Fiinalmenteee!
(e) :
Derivando esse rolê:
Lembrando que:
Derivando isso pela regra do produto:
Ajeitando essa criatura:
Ou seja,
O que significa que:
Portanto... não temos uma autofunção e consequentemente, nada de autovalores por aqui!
Show de bola! Acabou!
Agora, o exercício quer que façamos uma comparação.... quais dessas funções são autofunções de ambos os operadores ( e ), desse exercício e do exercício 8.15..
Lá no cujo dito probleminha... obtivemos o seguinte:
- É autofunção; ;
- Não é autofunção;
- É autofunção; ;
- Não é autofunção;
- Não é autofunção;
Enquanto aqui, tivemos:
- É autofunção; ;
- É autofunção; ;
- É autofunção; ;
- É autofunção; ;
- Não é autofunção;
O que significa que, as funções:
São autofunções de ambos os operadores.
Em quanto que as funções:
São autofunções somente do operador .
Show de bola!! Chega então né?! UFaaa!! Hahaha
Esse parecia eterno.... mas é isso!!
Até a próxima!!
Resposta
Portanto, as funções:
São autofunções de ambos os operadores.
Em quanto que as funções:
São autofunções somente do operador .