Stan stacjonarny

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.

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 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.

Zobacz też

• teoria stanu stacjonarnego (kosmologia)