MÉTODO VARIACIONAL APLICADO NO CÁLCULO DA ENERGIA VIBRACIONAL DAS MOLÉCULAS DE H2 E LiH

  • Leonan Augusto Massete Pera Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP), Campus Votuporanga
  • Josimar Fernando da Silva

Resumo

Este trabalho apresenta um estudo numérico dos autovalores de energia associados às moléculas diatômicas sob potenciais anarmônicos. A interação entre os dois átomos de uma molécula diatômica pode ser descrita de forma satisfatória usando potenciais como o de Morse e de Lennard-Jones; o problema encontrado se deve ao fato de que alguns potenciais presentes na literatura não possuem solução analítica, como o potencial de Lennard-Jones. Faz-se necessário, então, o uso de métodos aproximativos para encontrar a solução da Equação de Schroedinger Independente do Tempo (ESIT) para o sistema analisado. Sendo assim, este projeto apresenta uma investigação sobre a aplicação do Método Variacional na solução da ESIT para as moléculas de hidrogênio e hidreto de lítio sob os potenciais de Morse e de Lennard-Jones. Verifica-se, também, que utilizando autofunções adequadas para cada potencial e os parâmetros relacionados com cada molécula obtemos autovalores de energia sempre maiores ou iguais ao autovalor de energia exata do sistema. Em relação aos estados de energia abordados neste trabalho, no potencial de Lennard-Jones estudamos apenas o estado fundamental, e no caso do potencial de Morse calculamos os nove primeiros estados excitados, além do estado fundamental. Por fim, são feitas comparações entre os resultados obtidos e os dados espectroscópicos presentes na literatura, verificando a discrepância entre eles.

Referências

ATKINS, P. W.; FRIEDMAN, R. S. Molecular quantum mechanics. Oxford: Oxford University Press, 2011.
BORGES, G. R. P.; DRIGO FILHO, E. Supersymmetry, variational method and the Lennard-Jones (12, 6) potential. International Journal of Modern Physics, v. 16, n. 27, p. 4401-4407, 2001.
DAHL, J. P.; SPRINGBORG, M. The Morse oscillator in position space, momentum space, and phase space. Journal of Chemical Physics. Nova Iorque, v.88, n. 7, p. 4535-4547, abr. 1988.
EISBERG, R.; RESNICK, R. Física quântica: átomos, moléculas, sólidos, núcleos e partículas. Rio de Janeiro: Editora Campus, 1979.
GRIFFITHS, D. J.; SCHROETER, D. F. Introduction to quantum mechanics. Cambridge: Cambridge University Press, 2018.
LIDE, D. R. Handbook of chemistry and physics. Boca Raton: CRC Press, 2003.
MAPLESOFT. Approximation methods: the variational theorem. Disponível em: https://www.maplesoft.com/support/help/Maple/view.aspx?path=QuantumChemistry/VariationalTheorem. Acesso em: 30 jul. 2020.
SILVA, A. J. R da. Mecânica quântica, ciência básica e geração de riqueza. Revista USP, São Paulo, 2008, n. 76, p. 88-95, dez/fev 2007-2008.
SILVA, F. R.; DRIGO FILHO, E. Confined Lennard-Jones potential: a variational treatment. Modern Physics Letters A, v. 25, n. 8, p. 641-648, 2010.
TEZCAN, C.; SEVER, R. A general approach for the exact solution of the Schrödinger equation. International Journal of Theoretical Physics, v. 48, n. 2, p. 337-350, 2009.
VARSHNI, Y. P. Approximations for the inner branch of potential curves of diatomic molecules. Canadian Journal of Chemistry, v. 66, n. 4, p. 763-766, 1988.
Publicado
2021-10-20
Como Citar
PERA, Leonan Augusto Massete; DA SILVA, Josimar Fernando. MÉTODO VARIACIONAL APLICADO NO CÁLCULO DA ENERGIA VIBRACIONAL DAS MOLÉCULAS DE H2 E LiH. Anais da Semana Internacional da Física do IFSP - Câmpus Votuporanga, [S.l.], v. 1, n. 1, oct. 2021. Disponível em: <http://publicacoes.vtp.ifsp.edu.br/index.php/fisica/article/view/90>. Acesso em: 31 oct. 2024.