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Quantenmechanik für Dummies

BuchKartoniert, Paperback
308 Seiten
Deutsch
Wiley-VCH Dummieserschienen am08.04.20203. Aufl.
Die Quantenmechanik ist ein zentrales, wenn auch von vielen Studierenden ungeliebtes Thema der Physik. Aber keine Panik! Dieses Buch erklArt Ihnen freundlich, verstAndlich, kompetent, was Sie A1/4ber Quantenmechanik wissen mA1/4ssen. Es erlAutert die Grundlagen von Drehimpuls und Spin, gibt Ihnen Tipps, wie Sie komplexe Gleichungen lAsen, und nimmt den klassischen Problemen der Quantenmechanik den Schrecken. Zahlreiche, ausfA1/4hrlich erklArte Beispiele geben Ihnen zusAtzliche Sicherheit auf einem vor UnschArfen und Wahrscheinlichkeiten wimmelnden Feld.mehr
Verfügbare Formate
BuchKartoniert, Paperback
EUR22,00
E-BookEPUB2 - DRM Adobe / EPUBE-Book
EUR18,99

Produkt

KlappentextDie Quantenmechanik ist ein zentrales, wenn auch von vielen Studierenden ungeliebtes Thema der Physik. Aber keine Panik! Dieses Buch erklArt Ihnen freundlich, verstAndlich, kompetent, was Sie A1/4ber Quantenmechanik wissen mA1/4ssen. Es erlAutert die Grundlagen von Drehimpuls und Spin, gibt Ihnen Tipps, wie Sie komplexe Gleichungen lAsen, und nimmt den klassischen Problemen der Quantenmechanik den Schrecken. Zahlreiche, ausfA1/4hrlich erklArte Beispiele geben Ihnen zusAtzliche Sicherheit auf einem vor UnschArfen und Wahrscheinlichkeiten wimmelnden Feld.
Details
ISBN/GTIN978-3-527-71732-3
ProduktartBuch
EinbandartKartoniert, Paperback
Erscheinungsjahr2020
Erscheinungsdatum08.04.2020
Auflage3. Aufl.
Reihe... für Dummies
Seiten308 Seiten
SpracheDeutsch
Gewicht538 g
Artikel-Nr.47749951

Inhalt/Kritik

Inhaltsverzeichnis
UEber den Autor 7 Einleitung 19 UEber dieses Buch 19 Festlegungen in diesem Buch 20 Toerichte Annahmen uber den Leser 20 Aufbau dieses Buchs 20 Teil I: Ist die Welt nicht klein? Die Grundlagen 20 Teil II: Gebunden, aber unbestimmt: Teilchen in gebundenen Zustanden 21 Teil III: Schwindlig werden mit Drehimpuls und Spin 21 Teil IV: Die Quantenmechanik wird dreidimensional 21 Teil V: Gruppendynamik mit vielen Teilchen 21 Teil VI: Der Top-Ten-Teil 21 Symbole in diesem Buch 22 Wie geht es weiter? 22 Teil I: Ist die Welt nicht klein? Die Grundlagen 23 Kapitel 1 Entdeckungen und wesentliche Grundlagen der Quantenmechanik 25 Wie alles begann: Der AErger mit der Strahlung schwarzer Koerper 26 Der erste Versuch: Das Wien'sche Gesetz 27 Der zweite Versuch: Das Rayleigh-Jeans-Gesetz 28 Ein intuitiver (Quanten-)Sprung: Das Planck'sche Spektrum 28 Stuck fur Stuck: Licht als Teilchen 29 Die Erklarung des photoelektrischen Effekts 29 Billard mit Licht: Der Compton-Effekt 31 Das Positron als Beweis? Dirac und die Paarerzeugung 32 Eine doppelte Identitat: Die Wellennatur von Teilchen 33 Man kann nicht alles wissen (aber die Wahrscheinlichkeiten berechnen) 35 Die Heisenberg'sche Unscharferelation 35 Die Wurfel rollen: Quantenmechanik und Wahrscheinlichkeiten 36 Kapitel 2 Eine ganz neue Welt: Die Quantenmechanik 37 Was ist Quantenmechanik? 37 Die Schroedinger-Gleichung und die Wellenfunktion 39 Der Hamilton-Operator 39 Die Wellenfunktion (r) 40 Die Energieeigenwerte E 40 Zustande und Wahrscheinlichkeiten in der Quantenmechanik 41 Die Darstellungsweise 42 Die Loesung quantenmechanischer Probleme 43 Welche Groesse kann man bestimmen? 43 Wie geht man bei der Loesung eines quantenmechanischen Problems vor? 45 Die Quantenmechanik und die folgenden Kapitel 47 Teil I: Ist die Welt nicht klein? Die Grundlagen 48 Teil II: Gebunden, aber unbestimmt: Teilchen in gebundenen Zustanden 48 Teil III: Alles dreht sich um Drehimpuls und Spin 50 Teil IV: Die Quantenmechanik wird dreidimensional 51 Teil V: Komplexe Systeme 53 Kapitel 3 Willkommen in der Matrix: Zustande und Operatoren 57 Vektoren im Hilbert-Raum 58 Mit Dirac wird das Leben einfacher 60 Ket-Vektoren schreiben 60 Den Adjungierten als Bra-Vektor schreiben 62 Bras und Kets miteinander multiplizieren: Eine Wahrscheinlichkeit von 1 62 Nicht an eine Basis gebundene Zustandsvektoren 63 Rechenregeln in der Ket-Schreibweise 64 Sie bringen die Physik ins Spiel: Operatoren 65 Arbeiten mit Operatoren 65 In grosser Erwartung: der Erwartungswert 66 Lineare Operatoren 68 Adjungierte und hermitesche Operatoren 68 Tauschen fur Fortgeschrittene: Kommutatoren 69 Kommutierende Operatoren 69 Antihermitesche Operatoren 70 Bei null starten und bei Heisenberg enden 71 Eigenvektoren und Eigenwerte: Naturlich sind sie eigenartig! 74 Verstehen, wie sie funktionieren 76 Eigenvektoren und Eigenwerte bestimmen 77 Hin und wieder zuruck: Inverse und unitare Operatoren 79 Vergleich zwischen Matrix- und kontinuierlicher Darstellung 80 Mit der Differenzialrechnung zu einer kontinuierlichen Basis 81 Jetzt kommen die Wellen 81 Teil II: Gebunden, aber unbestimmt: Teilchen in gebundenen Zustanden 85 Kapitel 4 Ein Blick in den Potenzialtopf 87 Gefangen zwischen 0 und a 87 Endlich tiefe Potenzialtoepfe 89 Gebundene Teilchenzustande 90 Wie man aus Potenzialtoepfen entkommt 90 Gebundene Teilchen in unendlichen rechteckigen Potenzialtoepfen 91 Berechnung der Wellenfunktionen 91 Bestimmung der Energieniveaus 92 Die Normierung der Wellenfunktion 93 Zeit spielt (k)eine Rolle 95 Und wenn der Ursprung in der Mitte sitzt? 96 Endliches Potenzial: Jetzt wird es interessant 97 Angenommen, das Teilchen hat genugend Energie 98 Und wenn das Teilchen nicht genug Energie hat? 102 Mit dem Teilchen durch die Wand 105 Was an der Potenzialbarriere bei E > V0 passiert 106 UEberwinden der Potenzialbarriere - auch mit E < V0 108 Der Tunneleffekt 111 Die Loesung der Schroedinger-Gleichung fur ungebundene Teilchen 112 Der goldene Kompromiss: Wellenpakete 113 Ein Gauss'sches Beispiel 114 Das Wichtigste von Kapitel 4 noch einmal in Kurze 115 Kapitel 5 Immer hin und her mit dem harmonischen Oszillator 119 Die Schroedinger-Gleichung fur den harmonischen Oszillator 119 Das klassische Vorbild 120 Die Gesamtenergie in der Quantenschwingung 120 Algebraische Hilfsmittel 123 Einfluss der Leiteroperatoren auf die Eigenzustande des harmonischen Oszillators 124 Direkte Verwendung von a und a 124 Die Energieeigenzustande 125 Berechnung der Eigenfunktionen 126 Eine andere Sichtweise: Hermite'sche Polynome 130 Zahlen, bitte 132 Harmonisch schwingende Matrizen 133 Klassische und quantenmechanische Oszillatoren 136 Das Wichtigste von Kapitel 5 noch einmal in Kurze 137 Teil III: Alles dreht sich: Drehimpulse und Spin 139 Kapitel 6 Drehimpuls auf Quantenniveau 141 Quantisiertes Kreisen 142 Die Kommutatoren von Lx, Ly und Lz 143 Die Eigenzustande des Drehimpulses 144 Die Eigenwerte des Drehimpulses 146 Wir gehen aufs Maximum (und Minimum) 147 Die Rotationsenergie eines zweiatomigen Molekuls 149 Die Eigenwerte von Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren 150 Drehimpuls und Matrixdarstellung 151 Eine runde Sache: UEbergang zu Kugelkoordinaten 155 Die Eigenfunktionen von Lz in Kugelkoordinaten 157 Die Eigenfunktionen von L2 in Kugelkoordinaten 158 Das Wichtigste von Kapitel 6 noch einmal in Kurze 163 Kapitel 7 Die spinnen, die Quanten ... 165 Der Stern-Gerlach-Versuch und der fehlende Strahl 166 Der Spin und seine (Eigen-)Zustande 167 Halbe und Ganze: Fermionen und Bosonen 168 Spinoperatoren: Es wird formal 168 Spin-1/2-Teilchen und Pauli-Matrizen 170 Spin-1/2-Matrizen 170 Pauli-Matrizen 172 Das Wichtigste von Kapitel 7 noch einmal in Kurze 172 Teil IV: Die dritte Dimension 173 Kapitel 8 Mit Ecken und Kanten: 3D-Probleme in rechtwinkligen Koordinaten loesen 175 Die Schroedinger-Gleichung: Jetzt in 3D-Qualitat! 176 Freie Teilchen im Raum 178 Die Gleichungen fur x, y und z 179 Bestimmung der Gesamtenergie 179 Zeitabhangigkeit und Wellenpakete 180 Dreidimensionale Kasten 182 Die Energieniveaus sind im Kasten 184 Die Wellenfunktion normieren 185 Wurfelfoermiges Potenzial 186 Der dreidimensionale harmonische Oszillator 187 Das Wichtigste von Kapitel 8 noch einmal in Kurze 189 Kapitel 9 Zum Kugeln: 3D in spharischen Koordinaten 191 Zentralpotenziale im Dreidimensionalen 192 Die Schroedinger-Gleichung zerlegen 193 Der winkelabhangige Teil von (r, , ) 194 Der radiale Teil von (r, , ) 194 Freie Teilchen im Dreidimensionalen in Kugelkoordinaten 196 Die spharischen Bessel- und Neumann-Funktionen 196 Naherungen fur grosse und kleine 197 Das spharisch symmetrische "Kasten"-Potenzial 198 Innerhalb des Potenzials: 0 < r < a 198 Ausserhalb des Potenzials: r > a 200 Der isotrope harmonische Oszillator 200 Das Wichtigste von Kapitel 9 noch einmal in Kurze 202 Kapitel 10 Die Kroenung: Berechnung des Wasserstoffatoms 205 Die Schroedinger-Gleichung fur das Wasserstoffatom 206 Vereinfachung und Separation 208 Die Loesung fur (R) 210 Die Loesung fur (r) 210 Loesung der radialen Schroedinger-Gleichung fur kleine r ... 211 ... und fur richtig grosse 211 Zusammenfugen der Loesungen fur die Radialgleichung 212 Die Funktion f (r) endlich machen 214 Bestimmung der erlaubten Energien 215 Die Loesung der radialen Schroedinger-Gleichung 216 Wellenfunktionen des Wasserstoffs 218 Die Energieentartung beim Wasserstoffatom 220 Quantenzustande mit Spin 221 Linien fuhren zu Orbitalen 222 Catch me, if you can: Der Aufenthaltsort des Elektrons 224 Das Wichtigste von Kapitel 10 noch einmal in Kurze 225 Teil V: Immer was los mit vielen Teilchen 229 Kapitel 11 Viele identische Teilchen 231 Vielteilchensysteme im Allgemeinen 232 Wellenfunktionen und Hamilton-Operatoren 232 Nobelpreiswurdig: Gute Ideen zu Mehrelektronenatomen 233 Ein ausserst hilfreiches Werkzeug: Austauschsymmetrie 235 Teilchen tauschen: Der Austauschoperator 235 Symmetrische und antisymmetrische Wellenfunktionen 236 Systeme mit unterscheidbaren Teilchen 238 Mit identischen Teilchen jonglieren 241 Die Identitat verlieren 241 Symmetrie und Antisymmetrie 242 Austauschentartung: Der gleichbleibende Hamilton-Operator 243 Zusammengesetzte Teilchen und ihre Symmetrie 244 Wellenfunktionen symmetrisch oder antisymmetrisch machen 245 Identische, nicht wechselwirkende Teilchen 246 Wellenfunktionen in Zweiteilchensystemen 246 Wellenfunktionen fur Systeme mit drei oder mehr Teilchen 247 Besetzt! - Das Pauli-Prinzip 248 Das Periodensystem der Elemente 249 Das Wichtigste von Kapitel 11 noch einmal in Kurze 250 Kapitel 12 Nah dran: Stoerungstheorie 251 Die zeitunabhangige Stoerungstheorie 251 Stoerungstheorie fur nicht entartete Ausgangszustande 252 Eine kleine Stoerung: Entwicklung der Gleichungen 253 Anpassen der Koeffizienten von und Vereinfachung 254 Die Korrekturen erster Ordnung bestimmen 254 Die Korrekturen zweiter Ordnung 256 Die Stoerungstheorie im Test: Harmonische Oszillatoren in elektrischen Feldern 257 Exakte Loesungen berechnen 258 Und jetzt mit Stoerungstheorie 259 Stoerungstheorie fur entartete Hamilton-Operatoren 262 Test der entarteten Stoerungstheorie: Wasserstoff in elektrischen Feldern 264 Das Wichtigste von Kapitel 12 noch einmal in Kurze 266 Kapitel 13 Treffen sich zwei Teilchen: Streutheorie 269 Teilchenstreuung und Wirkungsquerschnitt 270 Schwerpunktsystem oder Laborsystem? 271 Die Streuung im gewahlten Bezugssystem 271 Teilchen gleicher Masse im Laborsystem 275 Die Streuamplitude von spinlosen Teilchen 276 Die Wellenfunktion des einfallenden Teilchens 277 Die Wellenfunktion des gestreuten Teilchens 277 Der Zusammenhang zwischen Streuamplitude und differenziellem Wirkungsquerschnitt 278 Berechnung der Streuamplitude 279 Rettung der Wellengleichung: Die Born'sche Naherung: 280 Die Wellenfunktion bei grossen Abstanden 281 Die erste Born'sche Naherung im Einsatz 281 Es wird konkret 282 Das Wichtigste von Kapitel 13 noch einmal in Kurze 283 Teil VI: Der Top-Ten-Teil 285 Kapitel 14 Zehn Webseiten zur Quantenmechanik 287 Elektronen und Photonen aus Ulm 287 Quanten.de 287 Joachims Quantenwelt 288 Visual Quantum Mechanics 288 HydrogenLab 288 MILQ 288 Physik multimedial 288 Quantum Mechanics Tutorial 289 Leifi Physik 289 HyperPhysics 289 Kapitel 15 Zehn Highlights der Quantenmechanik 291 Welle-Teilchen-Dualismus 291 Der photoelektrische Effekt 291 Entdeckung des Spins 292 Unterschiede zwischen den Newton'schen Gesetzen und der Quantenmechanik 292 Die Heisenberg'sche Unscharferelation 292 Der Tunneleffekt 292 Diskrete Atomspektren 293 Der harmonische Oszillator 293 Potenzialtoepfe 293 Schroedingers Katze 293 Glossar 295 Stichwortverzeichnis 301mehr

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