diff --git a/src/article/main.md b/src/article/main.md index 2b43d13..c585de0 100644 --- a/src/article/main.md +++ b/src/article/main.md @@ -81,31 +81,95 @@ %English ### Obtaining the Schrodinger equation through energy conversion +%German +### Herleitung der Schr"odinger Gleichung durch den Energieerhaltungssatz -The total sum of energy should be a constant for physical particles. For this, -the sum of the kinetic Energy $E_{kin} = \frac{p^{2}}{2*m}$ and potential energy $E_{pot} = V$, where V describes some -arbitrary potential, which in practice will need to be multiplied by its respective "charge" of a particle (this could -be its mass for a gravitational potential or the charge for electric fields) needs to stay constant. Thusly, one can -write: +%English +The total sum of energies should be a constant for physical particles. For this, the sum of the +kinetic Energy +%German +Die Summe der verschiedenen Energien eines Teilchens sollte nach dem Energieerhaltungssatz konstant seit. Dazu muss die +Summe aus der kinetischen Energie +%common +$E_{kin} = \frac{p^{2}}{2*m}$ +%English +and potential energy +%German +und der potentiellen Energie +%common +$E_{pot} = V$, +%English +need to be constant. Here, $V$ describes some arbitrary potential, which in practice will need to be multiplied by its +respective "charge" of a particle (this could be its mass for a gravitational potential or the charge for electric +fields). Thusly, one can write: +%German +konstant sein. Hierbei beschreibt $V$ ein beliebiges potential, das in der Praxis mit der entsprechenden "Ladung" des +Teilchens multipliziert werden muss (Diese Ladung kann die Masse des Teilchens im Bezug auf das Gravitationsfeld oder +die elektrische Ladung im elektrischen Feld darstellen). Deshalb l"asst sich schreiben: +%common $$ E = E_{kin} + E_{pot} = \frac{p^{2}}{2*m} + V $$ -$$ \hat{E} * \Psi = \frac{\hat{p}^{2}}{2*m} * \Psi + V * \Psi $$ +$$ E * \Psi = \frac{p^{2}}{2*m} * \Psi + V * \Psi $$ -$\hat{E}$ and $\hat{p}$ are some (yet unknown) operators on $\Psi$ which respectively should return the impulse and -total energy for the wave function. For wave function to be valid, this equation must be true. On the other hand, we can -obtain these operators using the basic wave function mentioned above. +$E$ +%English +and +%German +und +%Common +$p$ +%English +are some (yet unknown) operators on $\Psi$ which respectively should return the impulse and total energy for the wave +function. For wave function to be valid, this equation must be true. On the other hand, we can obtain these operators +using the basic wave function mentioned above. +%German +stellen zwei (noch unbekannte) operatoren auf $\Psi$ dar, die jeweils den den Impuls und Gesamtenergie der +Wellenfunktion darstellen. Damit eine Wellenfunktion den Energieerhaltungssatz erf"ullt, muss diese Gleichung stimmen. +Wiederum lassen sich diese Operatoren mithilfe der einfachen (oben erw"ahnten) Wellenfunktion herleiten. -Noting the factor $p$ in the exponent of $\Psi$, you might write $\frac{\partial{\Psi}}{\partial{x}} = \frac{i * -p}{\hbar}$ and obtain $p = -i*\hbar*\frac{\partial{\Psi}}{\partial{x}}$. Plugging this back into the energy conservation -equation, we obtain the time-independent schrodinger equation: +%English +Noting the factor $p$ in the exponent of $\Psi$, you might write +%German +Bemerkt man den Faktor $p$ im Exponenten von $\Psi$ wie oben erw"ahnt la"sst sich schreiben: +%common +$\frac{\partial{\Psi}}{\partial{x}} = \frac{i *p}{\hbar} * \Psi$, +%English +and obtain +%common +$p * \Psi = -i*\hbar*\frac{\partial{\Psi}}{\partial{x}}$. +%English +Plugging this back into the energy conservation equation, we obtain the time-independent schrodinger equation: +%German +Mit dem Einsetzen in den Energieerhaltungssatz erh"alt man: -$$ \hat{E} * \Psi = -\frac{\hbar^2}{2*m} * \frac{\partial^2 \Psi}{\partial^2 x} + V*\Psi$$ +%common +$$ E * \Psi = -\frac{\hbar^2}{2*m} * \frac{\partial^2 \Psi}{\partial^2 x} + V*\Psi$$ +%Engish You might also note that the total [energy of a photon](https://en.wikipedia.org/wiki/Photon_energy) can be expressed as -$E_{ph} = h * f = \frac{h*p*v}{h} = p * v$. Using the x-derivative is not convenient, but you might note that -$\frac{\partial \Psi}{\partial t} = \frac{-i*p*v}{\hbar}$. We can rewrite this as $E = p*v = i * \hbar * \frac{\partial -\Psi}{\partial t}$ +%German +Auch ist zu beachten, dass die [Energie eines Photons](https://de.wikipedia.org/wiki/Photonenenergie) geschrieben werden +kann als +%common +$E_{ph} = h * f = \frac{h*p*v}{h} = p * v$. +%English +Using the x-derivative is not convenient, but you might note that +%German +Die "ortliche Ableitung ist hier nicht sehr praktisch, aber man kann +%common +$\frac{\partial \Psi}{\partial t} = \frac{-i*p*v}{\hbar} * \Psi$ +%English +.We can rewrite this as +%German +schreiben. Das kann auch ausgedr"uckt werden als +%common +$E*\Psi = p*v*\Psi = i * \hbar * \frac{\partial \Psi}{\partial t}$ +%English Substituting this relation into the time-independent Schrodinger equation, the time-dependent can be obtained: +%German +Mit dem Einsetzen dieses Zusammenhangs in die zeitunabh"angige Schr"odinger Gleichung kann die zeitabh"angige Form +erhalten werden: +%common $$ i * \hbar * \frac{\partial \Psi}{\partial t} = -\frac{\hbar^2}{2*m} * \frac{\partial^2 \Psi}{\partial^2 x} + V*\Psi$$