La velocidad es la derivada de la posición con el tiempo.
Esto significa que la velocidad de una partícula en QM está determinada por el tiempo diferencial del promedio de la posición
[matemáticas] \ frac {d } {dt} = \ frac {d} {dt} () [/ matemáticas]
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En cualquier caso, una partícula en QM se trata generalmente como una onda , al menos matemáticamente.
Asuma una onda, como una onda plana (en una dimensión):
[matemáticas] \ psi = e ^ {i (kx- \ omega t)} [/ matemáticas]
Ahora de acuerdo con la relación DeBroglie, el impulso de una ola es:
[matemáticas] \ vec {p} = \ hbar \ vec {k} [/ matemáticas]
donde [math] \ vec {k} [/ math] es el vector de onda.
Si tomamos la derivada con respecto a x de la onda anterior:
[matemáticas] \ frac {d \ psi} {dx} = ik e ^ {i (kx- \ omega t)} [/ matemáticas]
Entonces, según la relación de DeBroglie anterior:
[matemáticas] \ frac {d \ psi} {dx} = i \ frac {p} {\ hbar} \ psi [/ matemáticas]
por lo tanto
[matemática] \ hat {p} = -i \ hbar [/ matemática] [matemática] [/ matemática] [matemática] \ frac {d} {dx} [/ matemática]
(ps: recuerda [matemáticas] \ frac {1} {i} = – \ frac {(i ^ 2)} {i} = – [/ matemáticas] [matemáticas] i [/ matemáticas])