physique quantique (MP) · Chapitre 4 · Application directe du cours
Orthogonalité et normalisation des états stationnaires
Puits de potentiel infini : états stationnaires et non stationnaires · niveau 1 (application)
Énoncé
Vérifier par le calcul que les fonctions sont normalisées, puis que et sont orthogonales pour (on traitera d'abord , ). Quelle propriété des superpositions cette orthonormalité justifie-t-elle ?
Corrigé
Normalisation. Avec ,
pour tout : le cosinus s'intègre sur un nombre entier de périodes.
Orthogonalité. On linéarise :
puisque et sont des entiers non nuls. Pour , : on intègre et sur une, resp. trois demi-périodes, et les deux intégrales sont nulles. Les forment donc une famille orthonormée. C'est ce qui fait disparaître les termes croisés dans : la normalisation d'une superposition se réduit à , et ces deux nombres s'interprètent comme des probabilités.
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