Notas de aula de Mecânica Quântica I – Marcus A.M. de Aguiar – 17/11/99
A transformação de coordenadas cartezianas para esféricas é dada por
e a transformação inversa é
Em coordenadas cartezianas os operadores de momento angular são dados por:
Para ilustrar o calculo desses operadores em coordenadas esféricas faremos o caso Lz. As derivadas
/
x e
/
y são escritas como:
e
As derivadas das coordenadas esféricas em relação às cartezianas pode ser obtida derivandos implicitamente ambos os lados das equações 2 em relação á x, y ou z:

=
ou 

ou 
Fazendo o mesmo processo com as derivadas em relação à y obtemos


Voltando à equação 3 para Lz temos:
e
Subtraindo 5 de 4 e multiplicando por – i
obtemos Lz. Os dois primeiros termos de cada equação se cancelam e os últimos termos se somam:
| Lz = – i |
(6) |
O cálculo de Lx e Ly é completamente análogo e resulta em
| Lx = i |
(7) |
| Ly = i |
(8) |
Os operadores L+ e L– podem ser calculados também:
| L+ = |
(9) |
| L– = (L+) |
(10) |
Fica como exercício provar essas equações, principalmente a última relação para L–.
Finalmente calculamos L2. Começamos com Lx2:
| Lx2 | = | – |
| = | – ![]() ![]() +![]() |
|
![]() ![]() |
Da mesma forma obtemos:
| Ly2 | = | – |
| = | – ![]() ![]() +![]() |
|
![]() ![]() |
e
Somando tudo obtemos finalmente


/z

+





