Details

<p>Vorwort v</p> <p><b>1 Quantenmechanik undmoderne Welt </b><b>1</b></p> <p><b>2 Die Anfange der Quantenmechanik </b><b>3</b></p> <p>2.1 Plancksches Strahlungsgesetz 1900 4</p> <p>2.2 Der Photoeffekt 1905 6</p> <p>2.3 Das Bohrsche Atommodell 1913 9</p> <p>2.4 Welleneigenschaften der Materie 1924 13</p> <p>2.5 Der Compton-Effekt 1922 16</p> <p>2.6 Das Doppelspalt-Experiment 18</p> <p>2.7 Leitgedanken 25</p> <p>2.8 Aufgaben 29</p> <p><b>3 Die Schrödinger-Gleichung </b><b>31</b></p> <p>3.1 Aufstellung der Schrödinger-Gleichung 1926 32</p> <p>3.2 Stationare Zustande 39</p> <p>3.3 Orts- und Impulsoperator 43</p> <p>3.4 Die Kontinuitatsgleichung 53</p> <p>3.5 Leitgedanken 58</p> <p>3.6 Aufgaben 64</p> <p><b>4 Freie Wellenpakete </b><b>69</b></p> <p>4.1 Klassische Wellenpakete * 69</p> <p>4.2 Wellenpakete freier Quantenobjekte 74</p> <p>4.3 Interferenz von zwei Wellenpaketen * 83</p> <p>4.4 Leitgedanken 86</p> <p>4.5 Aufgaben 89</p> <p><b>5 Stückweise konstante Potentiale </b><b>92</b></p> <p>5.1 Unendlich tiefer Potentialtopf 93</p> <p>5.2 Potentialstufe 104</p> <p>5.3 Wellenpakete an einer Potentialstufe * 110</p> <p>5.4 Potentialwall und Tunneleffekt 114</p> <p>5.5 Endlich tiefer Potentialtopf 124</p> <p>5.6 Abschließende Bemerkungen 129</p> <p>5.7 Leitgedanken 131</p> <p>5.8 Aufgaben 136</p> <p><b>6 Der harmonische Oszillator </b><b>141</b></p> <p>6.1 Lösung mit Potenzreihen 142</p> <p>6.2 Algebraische Lösung mit Leiteroperatoren 151</p> <p>6.3 Schwingende Zustande * 156</p> <p>6.4 Leitgedanken 159</p> <p>6.5 Aufgaben 162</p> <p><b>7 Die mathematische Struktur </b><b>167</b></p> <p>7.1 Der Hilbertraum 168</p> <p>7.2 Die Operatoren der Quantenmechanik 178</p> <p>7.3 Das Ehrenfestsche Theorem 185</p> <p>7.4 Leitgedanken 190</p> <p>7.5 Aufgaben 193</p> <p><b>8 Messprozess und Unbestimmtheitsrelation </b><b>200</b></p> <p>8.1 Der Messprozess 201</p> <p>8.2 Allgemeine Unbestimmtheitsrelation 211</p> <p>8.3 Unbestimmtheitsrelation für Energie und Zeit 221</p> <p>8.4 Wechselwirkungsfreie Messung * 1993 229</p> <p>8.5 Interpretationsprobleme 233</p> <p>8.6 Leitgedanken 237</p> <p>8.7 Aufgaben 241</p> <p><b>9 Der Drehimpulsoperator </b><b>247</b></p> <p>9.1 Einführung und Motivation * 248</p> <p>9.2 Eigenwerte des Drehimpulsoperators 248</p> <p>9.3 Eigenfunktionen des Bahndrehimpulsoperators 255</p> <p>9.4 Leitgedanken 260</p> <p>9.5 Aufgaben 263</p> <p><b>10 Das Wasserstoffatom </b><b>267</b></p> <p>10.1 Spektrum des Wasserstoffatoms 267</p> <p>10.2 Wellenfunktionen des Wasserstoffatoms 276</p> <p>10.3 Leitgedanken 286</p> <p>10.4 Aufgaben 289</p> <p><b>11 Elektromagnetische Felder </b><b>293</b></p> <p>11.1 Hamiltonoperator und Eichinvarianz 293</p> <p>11.2 HomogeneMagnetfelder 296</p> <p>11.3 Der Aharonov-Bohm-Effekt * 1959 299</p> <p>11.4 Leitgedanken 304</p> <p>11.5 Aufgaben 306</p> <p><b>12 Der Spin </b><b>308</b></p> <p>12.1 Einführung 309</p> <p>12.2 Der Stern-Gerlach-Versuch 1922 309</p> <p>12.3 Spin-1/2-Teilchen 311</p> <p>12.4 Magnetisches Moment des Spins 319</p> <p>12.5 Wellenfunktionen mit Spin 324</p> <p>12.6 Leitgedanken 327</p> <p>12.7 Aufgaben 330</p> <p><b>13 Addition von Drehimpulsen </b><b>336</b></p> <p>13.1 Einführung und Motivation * 336</p> <p>13.2 Addition von zwei Spins mit <i>s</i>=1/2 337</p> <p>13.3 Addition von Bahndrehimpuls und Spin 341</p> <p>13.4 Allgemeine Addition von zwei Drehimpulsen 345</p> <p>13.5 Leitgedanken 346</p> <p>13.6 Aufgaben 350</p> <p><b>14 Zeitunabhangige Störungstheorie </b><b>352</b></p> <p>14.1 Einführung 352</p> <p>14.2 Störung nicht entarteter Niveaus 353</p> <p>14.3 Störung entarteter Niveaus 360</p> <p>14.4 Feinstruktur des Wasserstoffatoms 364</p> <p>14.5 Der Zeeman-Effekt 371</p> <p>14.6 Leitgedanken 377</p> <p>14.7 Aufgaben 384</p> <p><b>15 Variationsprinzip </b><b>388</b></p> <p>15.1 Das Variationsprinzip 388</p> <p>15.2 Leitgedanken 393</p> <p>15.3 Aufgaben 394</p> <p><b>16 Identische Teilchen </b><b>396</b></p> <p>16.1 Unterscheidbare Teilchen 397</p> <p>16.2 Identische Teilchen 398</p> <p>16.3 Symmetrisierung und Antisymmetrisierung 406</p> <p>16.4 Leitgedanken 421</p> <p>16.5 Aufgaben 424</p> <p><b>17 Mehrelektronenatome </b><b>429</b></p> <p>17.1 Das Heliumatom 429</p> <p>17.2 Das Periodensystem * 436</p> <p>17.3 Die Hartree-Methode 440</p> <p>17.4 Leitgedanken 444</p> <p>17.5 Aufgaben 447</p> <p><b>18 Moleküle </b><b>449</b></p> <p>18.1 Das ionisierte Wasserstoffmolekül 449</p> <p>18.2 Das Wasserstoffmolekul 454</p> <p>18.3 Hybridorbitale * 459</p> <p>18.4 Van-der-Waals-Krafte * 461</p> <p>18.5 Leitgedanken 464</p> <p>18.6 Aufgaben 469</p> <p><b>19 Kristalle </b><b>470</b></p> <p>19.1 Klassische Frequenzaufspaltung 470</p> <p>19.2 Energiebander in Kristallen 471</p> <p>19.3 Leitgedanken 481</p> <p>19.4 Aufgaben 485</p> <p><b>20 Zeitabhangige Störungstheorie </b><b>487</b></p> <p>20.1 Allgemeine Störungsentwicklung 488</p> <p>20.2 Absorption und induzierte Emission 494</p> <p>20.3 Auswahlregeln für elektrische Dipolübergange 505</p> <p>20.4 Spontane Emission und Einsteinkoeffizienten 508</p> <p>20.5 Plötzliche Parameteranderung * 513</p> <p>20.6 Leitgedanken 516</p> <p>20.7 Aufgaben 522</p> <p><b>21 Der Dichteoperator </b><b>525</b></p> <p>21.1 Der Dichteoperator reiner Gesamtheiten 525</p> <p>21.2 Der Dichteoperator gemischter Gesamtheiten 526</p> <p>21.3 Leitgedanken 537</p> <p>21.4 Aufgaben 539</p> <p><b>22 Verschrankung </b><b>543</b></p> <p>22.1 Verschrankung 544</p> <p>22.2 No-Cloning-Theorem 1982 551</p> <p>22.3 Verschrankung und Doppelspalt-Experiment 555</p> <p>22.4 Die Dekoharenz-Theorie * 562</p> <p>22.5 Quantenkryptographie * 571</p> <p>22.6 Leitgedanken 576</p> <p>22.7 Aufgaben 581</p> <p><b>23 EPR und Bellsche Ungleichungen </b><b>585</b></p> <p>23.1 Das EPR-Paradoxon 1935 585</p> <p>23.2 Die Bellschen Ungleichungen 1964 589</p> <p>23.3 Leitgedanken 594</p> <p>23.4 Aufgaben 597</p> <p><b>Lösungen 599</b></p> <p>Lösungen 2: Die Anfange der Quantenmechanik 599</p> <p>Lösungen 3: Die Schrödinger-Gleichung 601</p> <p>Lösungen 4: Freie Wellenpakete 611</p> <p>Lösungen 5: Stuckweise konstante Potentiale 618</p> <p>Lösungen 6: Der harmonische Oszillator 633</p> <p>Lösungen 7: Die mathematische Struktur 647</p> <p>Lösungen 8: Messprozess und Unbestimmtheitsrelation 658</p> <p>Lösungen 9: Der Drehimpulsoperator 677</p> <p>Lösungen 10: Das Wasserstoffatom 689</p> <p>Lösungen 11: Elektromagnetische Felder 702</p> <p>Lösungen 12: Der Spin 707</p> <p>Lösungen 13: Addition von Drehimpulsen 725</p> <p>Lösungen 14: Zeitunabhangige Störungstheorie 729</p> <p>Lösungen 15: Variationsprinzip 740</p> <p>Lösungen 16: Identische Teilchen 744</p> <p>Lösungen 17: Mehrelektronenatome 757</p> <p>Lösungen 18: Moleküle 761</p> <p>Lösungen 19: Kristalle 764</p> <p>Lösungen 20: Zeitabhangige Störungstheorie 768</p> <p>Lösungen 21: Der Dichteoperator 775</p> <p>Lösungen 22: Verschrankung 782</p> <p>Lösungen 23: EPR und Bellsche Ungleichungen 787</p> <p>Literaturverzeichnis 790</p> <p>Stichwortverzeichnis 791</p>

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Friedhelm Kuypers unterrichtet seit 1986 Physik und Technische Mechanik für Ingenieure und Naturwissenschaftler an der OTH Regensburg. In seinen Vorlesungen legt er großen Wert auf Veranschaulichungen und hebt die Anwendungen physikalischer Gesetze in Technik und Alltag hervor. Er ist ebenfalls Autor des zweibändigen Lehrbuches "Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler" und der bereits in 10. Auflage erscheinenden "Klassischen Mechanik".

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