Einführung in die Quantenmechanik: Für Studierende des Lehramts Physik
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Berlin
Springer Berlin
2023
Springer Spektrum [2023] |
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INHALTSVERZEICHNIS
1
WELLE-TEILCHEN-DUALISMUS
.
1
1.1
PHOTONEN
.
2
1.2
STRAHLTEILER
.
5
1.3
MACH-ZEHNDER-INTERFEROMETER
.
9
1.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
13
2
SCHULISCHE
HERAUSFORDERUNGEN
.
17
2.1
DER
AUSBLEIBENDE
.
18
2.2
EIN
MOEGLICHER
ZUGANG
.
20
2.3
LEHRPLAENE
.
22
2.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
23
3
EINE
KURZE
EINFUEHRUNG
IN
WELLEN
.
25
3.1
WELLENBESCHREIBUNG
MIT
HILFE
KOMPLEXER
ZAHLEN
.
26
3.2
FOURIERTRANSFORMATION
.
31
3.3
OPTISCHE
ABBILDUNG*
.
33
3.4
WELLENPROPAGATION
.
35
3.5
DETAILS
ZUR
FOURIERTRANSFORMATION*
.
40
3.6
ZUSAMMENFASSUNG
.
42
4
MATERIEWELLEN
.
47
4.1
DAS
SCHOENSTE
EXPERIMENT
ALLER
ZEITEN
.
49
4.2
WELLENFUNKTIONEN
UND
WAHRSCHEINLICHKEITEN
.
51
4.3
MESSUNG
VON
ORT
UND
IMPULS
.
57
4.4
HEISENBERG
'
SCHE
UNSCHAERFERELATION
.
62
4.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
65
5
DIE
SCHROEDINGERGLEICHUNG
.
69
5.1
KOPENHAGENER
INTERPRETATION
.
72
5.2
FREIES
TEILCHEN
.
73
5.3
POTENTIALE
.
76
5.4
DIE
ZEITUNABHAENGIGE
SCHROEDINGERGLEICHUNG
.
81
5.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
86
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
6
UEBER
DIE
QUANTENMECHANIK
SPRECHEN
.
89
6.1
WIE
SPRICHT
MAN
UEBER
DIE
QUANTENMECHANIK?
.
90
6.2
DER
DOPPELSPALT
ALS
DIDAKTISCHER
ALLESKOENNER
.
96
6.3
DAS
DOPPELSPALT-EXPERIMENT
MIT
SCHULMITTELN
.
99
6.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
102
7
POTENTIALSTUFEN
.
105
7.1
REFLEXION
UND
TRANSMISSION
AN
EINER
POTENTIALSTUFE
.
107
7.2
EVANESZENTE
WELLEN
UND
TUNNELN
.
109
7.3
TEILCHEN
IN
DER
SCHACHTEL
.
113
7.4
ENDLICHE
POTENTIALBARRIEREN*
.
117
7.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
122
8
HARMONISCHER
OSZILLATOR
.
127
8.1
EIGENZUSTAENDE
UND
EIGENENERGIEN
.
128
8.2
MOLEKUELSCHWINGUNGEN*
.
133
8.3
WAERMEKAPAZITAET*
.
136
8.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
141
9
WASSERSTOFFATOM
.
145
9.1
WASSERSTOFFATOM
IN
DER
KLASSISCHEN
PHYSIK
.
146
9.2
WASSERSTOFFATOM
IN
DER
QUANTENMECHANIK
.
148
9.3
AUFBAUPRINZIP
.
161
9.4
DETAILS
ZUR
LOESUNG
DER
RADIALGLEICHUNG*
.
164
9.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
166
10
QUANTENMECHANIK
UNTERRICHTEN
.
171
10.1
KURZER
AUSFLUG
IN
DIE
PHYSIKALISCHE
CHEMIE
.
176
10.2
UNTERRICHTSIDEEN
UND
PROJEKTE
.
179
10.3
EINE
MOEGLICHE
UMSETZUNG
.
186
10.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
189
11
FORMALISMUS
DER
QUANTENMECHANIK
.
193
11.1
ZWEINIVEAUSY
STERNE
.
195
11.2
VON
NEUMANN
'
SCHES
MESSPOSTULAT
.
201
11.3
HILBERTRAUM
UND
MESSOPERATOREN
.
203
11.4
DETAILS
ZU
HERMITESCHEN
MATRIZEN
UND
OPERATOREN*
.
206
11.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
209
12
VERSCHRAENKTE
ZUSTANDE
.
213
12.1
EPR-PARADOXON
.
216
12.2
VERBORGENE
VARIABLEN
UND
BELL
'
SCHE
UNGLEICHUNG
.
218
12.3
QUANTENKOMMUNIKATION
UND
QUANTENCOMPUTER
.
223
12.4
DETAILS
ZUR
BELL
'
SCHEN
UNGLEICHUNG*
.
230
12.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
233
INHALTSVERZEICHNIS
IX
13
.
.
237
13.1
SCHROEDINGER
'
SCHE
KATZE
.
238
13.2
DER
SATURNMOND
HYPERION
.
239
13.3
DIE
UMGEBUNG
ALS
BEOBACHTERIN
.
241
13.4
QUANTENMECHANIK
OHNE
KOLLAPS?
.
251
13.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
255
14
LOESUNGEN
ZU
DEN
AUFGABEN
.
257
LITERATUR
.
265
SACHVERZEICHNIS
.
267 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1
WELLE-TEILCHEN-DUALISMUS
.
1
1.1
PHOTONEN
.
2
1.2
STRAHLTEILER
.
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1.3
MACH-ZEHNDER-INTERFEROMETER
.
9
1.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
13
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SCHULISCHE
HERAUSFORDERUNGEN
.
17
2.1
DER
AUSBLEIBENDE
.
18
2.2
EIN
MOEGLICHER
ZUGANG
.
20
2.3
LEHRPLAENE
.
22
2.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
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EINFUEHRUNG
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WELLEN
.
25
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ZAHLEN
.
26
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.
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ABBILDUNG*
.
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.
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FOURIERTRANSFORMATION*
.
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ZUSAMMENFASSUNG
.
42
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.
47
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SCHOENSTE
EXPERIMENT
ALLER
ZEITEN
.
49
4.2
WELLENFUNKTIONEN
UND
WAHRSCHEINLICHKEITEN
.
51
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ORT
UND
IMPULS
.
57
4.4
HEISENBERG
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SCHE
UNSCHAERFERELATION
.
62
4.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
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SCHROEDINGERGLEICHUNG
.
69
5.1
KOPENHAGENER
INTERPRETATION
.
72
5.2
FREIES
TEILCHEN
.
73
5.3
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.
76
5.4
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ZEITUNABHAENGIGE
SCHROEDINGERGLEICHUNG
.
81
5.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
86
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
6
UEBER
DIE
QUANTENMECHANIK
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.
89
6.1
WIE
SPRICHT
MAN
UEBER
DIE
QUANTENMECHANIK?
.
90
6.2
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DOPPELSPALT
ALS
DIDAKTISCHER
ALLESKOENNER
.
96
6.3
DAS
DOPPELSPALT-EXPERIMENT
MIT
SCHULMITTELN
.
99
6.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
102
7
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.
105
7.1
REFLEXION
UND
TRANSMISSION
AN
EINER
POTENTIALSTUFE
.
107
7.2
EVANESZENTE
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UND
TUNNELN
.
109
7.3
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DER
SCHACHTEL
.
113
7.4
ENDLICHE
POTENTIALBARRIEREN*
.
117
7.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
122
8
HARMONISCHER
OSZILLATOR
.
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8.1
EIGENZUSTAENDE
UND
EIGENENERGIEN
.
128
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MOLEKUELSCHWINGUNGEN*
.
133
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WAERMEKAPAZITAET*
.
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.
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WASSERSTOFFATOM
.
145
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WASSERSTOFFATOM
IN
DER
KLASSISCHEN
PHYSIK
.
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DER
QUANTENMECHANIK
.
148
9.3
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.
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9.4
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LOESUNG
DER
RADIALGLEICHUNG*
.
164
9.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
166
10
QUANTENMECHANIK
UNTERRICHTEN
.
171
10.1
KURZER
AUSFLUG
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PHYSIKALISCHE
CHEMIE
.
176
10.2
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PROJEKTE
.
179
10.3
EINE
MOEGLICHE
UMSETZUNG
.
186
10.4
ZUSAMMENFASSUNG
.
189
11
FORMALISMUS
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QUANTENMECHANIK
.
193
11.1
ZWEINIVEAUSY
STERNE
.
195
11.2
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NEUMANN
'
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MESSPOSTULAT
.
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11.3
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.
203
11.4
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HERMITESCHEN
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.
206
11.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
209
12
VERSCHRAENKTE
ZUSTANDE
.
213
12.1
EPR-PARADOXON
.
216
12.2
VERBORGENE
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UND
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UNGLEICHUNG
.
218
12.3
QUANTENKOMMUNIKATION
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.
223
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UNGLEICHUNG*
.
230
12.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
233
INHALTSVERZEICHNIS
IX
13
.
.
237
13.1
SCHROEDINGER
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KATZE
.
238
13.2
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SATURNMOND
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.
239
13.3
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UMGEBUNG
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BEOBACHTERIN
.
241
13.4
QUANTENMECHANIK
OHNE
KOLLAPS?
.
251
13.5
ZUSAMMENFASSUNG
.
255
14
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AUFGABEN
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