La notion de fonction convenable

Pour être physiquement convenable, la fonction d'onde doit se conformer à certaines règles :

  • Elle doit être continue et dérivable.

  • Le carré de son module \(\mid\Psi\mid^2\) doit être intégrable.

  • Pour conserver le sens de densité de probabilité de présence, l'intégrale de \(\mid\Psi\mid^2\) sur n'importe quel volume doit être plus petite que 1.

On a représenté ci-dessous \(\mid\Psi\mid^2\) pour deux fonctions d'une seule variable d'espace (\(\textrm x\)) à un instant donné.

Fonction convenable

Fonction convenable

Fonction non convenable

Fonction non convenable
  • La première fonction prend des valeurs appréciables sur une portion réduite de l'axe ; elle est évanescente de part et d'autre de la figure et son intégrale ne diverge pas. C'est une fonction convenable.

  • La seconde fonction présente des discontinuités ; elle n'est pas convenable pour décrire la densité de probabilité de présence d'une particule.

\(\Psi\) est a priori une fonction complexe comportant une partie réelle et une partie imaginaire ; on se ramène cependant souvent à n'utiliser que des fonctions réelles. \(\Psi^*\) est la fonction complexe conjuguée de \(\Psi\) dans laquelle on remplace le nombre complexe \(\textrm i\) par \(-\textrm i\). On a alors :

\(\mathbf{\mid\Psi\mid^2=\Psi^*.\Psi}\)

Si \(\Psi\) est une fonction réelle, on a alors :

\(\mathbf{\Psi^*=\Psi}   \textrm{et}   \mathbf{\mid\Psi\mid^2=\Psi^2}\)