O Átomo de Hidrogênio Equação de Schrödinger em coordenadas esféricas: Separação de variáveis:
Equação Diferencial_Separação de Variáveis
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![Page 1: Equação Diferencial_Separação de Variáveis](https://reader036.fdocumentos.com/reader036/viewer/2022082717/5695cf181a28ab9b028c94e1/html5/thumbnails/1.jpg)
Equação Diferencial/Separação de variáveis
Resolva: rsecθdr−2a2 senθdθ=0 (1)
Primeira solução
Separando as variáveis e usando a identidade trigonométrica: secθ= 1cosθ (2)
Assim, (1) ficará:
rdr=2a ² senθdθsecθ (3)
Substituindo (2) em (3), teremos: rdr=2a ² senθcosθdθ (4)
Integrando (4): ∫rdr=2a ²∫ senθcosθdθ(5)
Em (5) vamos resolver a integral do lado direito por substituição:
u=senθ , du=cosθdθ (6)
Substituindo em (5), teremos:
Resultando em: r ²2
=2a ²∫ udu
Ou r ²2
=2a ² u ²2
+C
r ²2
=2a ² sen2θ2
+C
r ²2
−a ² sen2θ=C
Finalmente:
r ²−2a ² sen2θ=C (7)
Segunda solução
A partir da equação (5) da primeira solução, vem:
∫rdr=2a ²∫ senθcosθdθ(5)
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Vamos, também, resolver a integral do lado direito por substituição, fazendo:
u=cosθ ,du=−senθdθ e −du=senθdθ(6)
Substituindo esta relação em 5, vem:
r ²2
=−2a ²∫udu
r2
2=−2a
2 u2
2 +C
Ou
r2=−2a ² cos ²θ+C
Finalmente:
r2+2a ² cos ²θ=C (7)
Conclusão:
A equação diferencial proposta admite 2 soluções, pois, se derivarmos as duas soluções retornaremos à equação (1)