Stan stacjonarny - Polski Serwis Naukowy

Stan stacjonarny — pojęcie funkcjonujące w kilku dziedzinach nauki:

W fizyce kwantowej

W teorii kwantowej stan stacjonarny występuje wtedy, gdy energia potencjalna nie zmienia się w dziedzinie czasu, czyli: $\frac {dU} {dt} = 0$

Można wówczas metodą separacji zmiennych rozdzielić równanie Schrödingera na część zależną i niezależną od czasu. Rozwiązaniem części czasowej jest funkcja: $\phi(t) = \exp \Big( -i \frac {Et} {\hbar} \Big)$

Rozwiązanie dla części przestrzennej zależy od przestrzennego rozkładu energii potencjalnej.

Rodniki (lub wolne rodniki) - atomy lub cząsteczki posiadające jeden lub więcej wolnych (niesparowanych) elektronów, czyli posiadające spin elektronowy różny od 0. Niektóre układy o całkowitym spinie równym 0, lecz wykazujące tzw. polaryzację spinową (np. niektóre stany przejściowe) czasem traktowane są jako dwurodniki.

Teoria kwantowa - a właściwie kwantowe teorie to teorie szczegółowe modele fizyczne, które za swą podstawę teoretyczną przyjmują mechanikę kwantową. Często nazwa teoria kwantowa jest używana jako synonim mechaniki kwantowej.

W praktyce, mówienie o stanie stacjonarnym jest raczej idealizacją — nazwy tej używa się najczęściej dla określenia stanów własnych (funkcji własnych lub wektorów własnych) hamiltonianu opisującego dany układ kwantowy, gdzie zaniedbuje się jakiekolwiek perturbacje (zaburzenia). Jedynym, rzeczywiście stacjonarnym stanem jest stan podstawowy. Stany wzbudzone (o energii potencjalnej wyższej od stanu podstawowego) ulegają, z określonym prawdopodobieństwem, przejściom do stanów o niższej energii.

W klasycznej mechanice teoretycznej hamiltonian (funkcja Hamiltona) jest funkcją współrzędnych uogólnionych i pędów uogólnionych, opisującą układ fizyczny.

W mechanice kwantowej, teoria perturbacji jest zbiorem schematów przybliżeń bezpośrednio związanych z matematyczną perturbacją dla opisania złożonego systemu kwantowego za pomocą prostszych systemów.

W kinetyce chemicznej

W kinetyce chemicznej stanem stacjonarnym nazywa się sytuację, gdy stężenie produktu pośredniego w reakcji chemicznej osiąga przez większość czasu jej trwania pewną niewielką, ale stałą wartość. Zwykle stężenie stacjonarne produktu pośredniego (np: rodników) jest na tyle małe, że nie daje się go zmierzyć współcześnie dostępnymi metodami — jednak ogólny przebieg kinetyczny reakcji jest pośrednim dowodem na istnienie tego stanu. Przyjęcie przybliżenia stanu stacjonarnego znacząco ułatwia rozwiązywanie równań kinetycznych reakcji następczych.

Równanie Schrödingera jest jednym z podstawowych równań nierelatywistycznej mechaniki kwantowej (obok równania Heisenberga), sformułowanym przez austriackiego fizyka Erwina Schrödingera w 1926 roku. Opisuje ono ewolucję układu kwantowego w czasie. W nierelatywistycznej mechanice kwantowej odgrywa rolę analogiczną do drugiej zasady dynamiki Newtona w mechanice klasycznej.

Układem kwantowym nazywamy fizycznie istniejący bądź rozpatrywany teoretycznie układ fizyczny, którego właściwości nie da się przedstawić bez odnoszenia się do fizyki kwantowej.

Zobacz też

teoria stanu stacjonarnego (kosmologia)