Função de onda na
mecânica quântica é algo que descreve o
estado quântico de um sistema de uma ou mais partículas, e contém todas as informações sobre o sistema considerado isolado. Quantidades associadas com os cálculos, tais como o
momento médio de uma partícula, são derivados a partir da função de onda por meio de operações matemáticas que descrevem a sua interação com os dispositivos de observação. Assim, a função de onda é uma entidade central na
mecânica quântica. Os símbolos mais comuns para uma função de onda são as letras gregas
ψ ou Ψ . A
equação de Schrödinger determina como a função de onda evolui ao longo do tempo, ou seja, a função de onda é a solução da
equação de Schrödinger. A função de onda se comporta qualitativamente como outras
ondas, como
ondas de água ou ondas em uma corda, porque a
equação de Schrödinger é matematicamente um tipo de
equação de onda. Isso explica o nome "função de onda", e dá origem a
dualidade onda-partícula. A onda da função de onda, no entanto, não é uma onda no espaço físico; é uma onda em um "espaço" matemático abstrato, que pode ser representado como "espaço de configuração", ou pode ser representado como "espaço de momentum", e, por isso se difere fundamentalmente de ondas de água ou ondas em uma corda.
Uma
função de onda para um determinado sistema não tem uma representação única. Mais comumente, é tomada como sendo uma
função de todas as coordenadas de posição das partículas e do tempo, ou seja, a função de onda está na "posição espacial". No entanto, também pode considerar em vez uma função de onda no "espaço de momento"; uma função de todos os momentos das partículas e do tempo . Em geral, a função de onda de um sistema é uma função de variáveis contínuas e descontínuas que caracteriza o grau de liberdade do sistema, e há
uma função de onda para todo o sistema, e não uma função de onda para cada partícula individuale em certo sistema. Partículas elementares, como os
elétrons, têm
spin, e a função de onda deve incluir essa propriedade fundamental como um grau de liberdade intrínseca. A função de onda é
espinoriail para os
férmions, ou seja, para partículas com
spin semi-inteiro (1/2, 3/2, 5/2, ...), ou
tensorial para os
bósons, que são partículas com
spin inteiro (0, 1, 2, 3 , ...).
Na maioria dos tratamentos da
mecânica quântica, a função de onda é um
valor complexo. Em uma interpretação importante da mecânica quântica chamada a
interpretação de Copenhague, o módulo de elasticidade ao quadrado da função de onda, |
ψ|
2 , é um
número real se interpretado como a
densidade de probabilidade de encontrar uma partícula em um dado local num determinado momento, se a posição da partícula está a ser medida. Uma vez que a função de onda é um valor complexo, apenas a sua fase relativa e a sua relativa magnitude podem ser medidas. Isso não diz nada diretamente sobre as magnitudes ou as direções das observações mensuráveis, tem de se aplicar
operadores quânticos para a função de onda
ψ e encontrar os seus próprios valores, que correspondem a conjuntos de possíveis resultados de medição.