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1.9: Combinaciones Lineales de Ondas

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    A continuación, consideramos las combinaciones de diferentes funciones exponenciales complejas. Por ejemplo, en la Figura 1.9.1 trazamos una función de onda que podría describir un electrón que es equiprobable en posición\(x_{1}\) y posición\(x_{2}\). La representación k-espacio es simplemente la superposición de dos funciones exponenciales complejas correspondientes a\(x_{1}\) y\(x_{2}\). \(^{†}\)

    \[ \psi(x)=c_{1}\delta(x-x_{1})+c_{2}(x-x_{2}) \Leftrightarrow A(\omega) = c_{1}e^{-ikx_{1}}+c_{2}e^{-ikx_{2}} \nonumber \]

    Captura de pantalla 2021-04-14 a las 09.40.19.png
    Figura\(\PageIndex{1}\): La función de onda k-espacio correspondiente a dos posiciones\(x_{1}\) y\(x_{2}\) es simplemente la superposición de las representaciones k-espacio de\(\delta(x-x_{1})\) y\(\delta(x-x_{2})\).

    También podemos generalizar a una distribución arbitraria de posiciones,\(\psi(x)\). Si\(\psi(x)\) describe un electrón, por ejemplo, la probabilidad de que el electrón esté localizado en la posición x es\(|\psi(x)|^{2}\). Así, en el espacio k el electrón es descrito por la suma de exponenciales complejos\(e^{-ikx}\) cada uno oscilando en k-espacio y ponderado por amplitud\(\psi(x)\).

    \[ A(k)=\int^{+\infty}_{-\infty}\psi(x)e^{-ikx}dx \nonumber \]

    Esto puede reconocerlo a partir de 6.003 como una transformada de Fourier. Del mismo modo, la transformada inversa es

    \[ \psi(x)=\frac{1}{2\pi}\int^{+\infty}_{-\infty}A(k)e^{ikx}dk \nonumber \]

    Para convertir entre tiempo y frecuencia angular, utilice

    \[ A(\omega) =\int^{+\infty}_{-\infty} \psi(t)e^{i\omega t}dt \nonumber \]

    y

    \[ \psi(t)=\frac{1}{2\pi}\int^{+\infty}_{-\infty} A(\omega)e^{-i\omega t}d\omega \nonumber \]

    Tenga en cuenta que los factores de\(\frac{1}{2\pi}\) están presentes cada vez que se integra con respecto a k o\(\omega\). Tenga en cuenta también que al convertir entre exponenciales complejos y funciones delta, la siguiente identidad es útil:

    \[ 2\pi\delta(u)=\int^{+\infty}_{-\infty} \text{exp}[iux]dx \nonumber \]

    \(^{†}\)Tenga en cuenta que esta función de onda no es realmente normalizable.


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