¿Cálculo de la energía del estado fundamental del hidrógeno?

Queremos encontrar la energía de un átomo de hidrógeno ( Z = 1 ) en el estado fundamental

ψ 100 = 1 π mi r             ( unidades atómicas )
con hamiltoniano
H = 1 2 2 1 r

Entonces

ψ 100 | H | ψ 100 = 0 0 2 π 0 π r 2 pecado θ 1 π mi r ( 1 2 d 2 d r 2 1 r ) 1 π mi r d θ d ϕ d r = 0 π pecado θ d θ 0 2 π d ϕ 0 r 2 mi r π ( 1 2 π mi r 1 r π mi r ) d r = 4 π 1 π 0 ( r 2 2 mi 2 r r mi 2 r ) d r = 4 ( 3 8 ) = 3 2

Sin embargo, he leído por todas partes que mi = Z 2 2 norte 2 , por lo que para un átomo de hidrógeno en el estado fundamental deberíamos tener mi = 1 2 . Entonces, ¿por qué estoy recibiendo 3 2 ? He verificado dos veces con Mathematica.

Respuestas (1)

Tu problema radica en suponer que

2 = 2 r 2 +

Este no es el caso, usted necesita usar

2 = 1 r 2 r ( r 2 r ) +
Entonces obtendrás la respuesta correcta de 1 / 2 .