Berkeley Physik Kurs: Band 4: Quantenphysik

1 Einführung.- 1.1 Themenkreis der Quantenphysik.- 1.2 Atome und Elementarteilchen.- 1.3 Die Grenzen der klassischen Theorie.- 1.4 Die Entdeckung des Planckschen Wirkungsquantums.- 1.5 Der photoelektrische Effekt.- 1.6 Stabilität und Größe der Atome.- 1.7 Literatur.- 1.8 Übungen.- 2 Physikalische Größen in der Quantenphysik.- 2.1 Einheiten und physikalische Konstanten.- 2.2 Energie.- 2.3 Charakteristische Zahlenwerte in der Atom- und Molekularphysik.- 2.4 Die wichtigsten Grundgesetze der Kernphysik.- 2.5 Gravitationskräfte und elektromagnetische Kräfte.- 2.6 Numerische Überlegungen.- 2.7 Weiterführendes Problem: Die fundamentalen Naturkonstanten.- 2.8 Literatur.- 2.9 Übungen.- 3 Energieniveaus.- 3.1 Termschemata.- 3.2 Die endliche Breite der Energieniveaus.- 3.3 Mehr über Energieniveaus und Termschemata.- 3.4 Dopplerverbreiterung und Stoßverbreiterung von Spektrallinien.- 3.5 Einiges über die Theorie der elektromagnetischen Übergänge.- 3.6 Literatur.- 3.7 Übungen.- 4 Photonen.- 4.1 Das Photon als Teilchen.- 4.2 Der Comptoneffekt, Bremsstrahlung; Paarbildung und -Vernichtung.- 4.3 Sind Photonen “teilbar“?.- 4.4 Literatur.- 4.5 Übungen.- 5 Materieteilchen.- 5.1 De Broglie-Wellen.- 5.2 Theorie der Beugung an periodischen Strukturen.- 5.3 Es gibt nur ein Plancksches Wirkungsquantum.- 5.4 Können Materiewellen aufgespalten werden?.- 5.5 Die Wellengleichung und das Superpositionsprinzip.- 5.6 Weiterführendes Problem: Der Vektorraum physikalischer Zustände.- 5.7 Literatur.- 5.8 Übungen.- 6 Das Unscharfeprinzip und die Meßtheorie.- 6.1 Die Heisenbergschen Unschärferelationen.- 6.2 Messungen und statistische Kollektive.- 6.3 Amplituden und Intensitäten.- 6.4 Kann prinzipiell das Ergebnis jeder Messung vorausgesagt werden?.- 6.5 Polarisiertes undunpolarisiertes Licht.- 6.6 Literatur.- 6.7 Übungen.- 7 Die Wellenmechanik Schrödingers.- 7.1 Schrödingers nichtrelativistische Wellengleichung.- 7.2 Einige einfache Potentialwallprobleme.- 7.3 Theorie der Alpha-Radioaktivität.- 7.4 Weiterführendes Problem: Normierung der Wellenfunktion.- 7.5 Literatur.- 7.6 Übungen.- 8 Theorie der stationären Zustände.- 8.1 Quantisierung als Eigenwertproblem.- 8.2 Der harmonische Oszillator. Schwingungs- und Rotationsanregung von Molekülen.- 8.3 Wasserstoffähnliche Systeme.- 8.4 Weiterführendes Problem: Ortsvariable und Impulsvariable in der Schrödinger-Theorie.- 8.5 Literatur.- 8.6 Übungen.- 9 Die Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen.- 9.1 Streuprozesse und Wellenmodell.- 9.2 Was ist ein Teilchen.- 9.3 Die Grundlagen der Quantenfeldtheorie.- 9.4 Die elektroschwache Wechselwirkung.- 9.5 Von den Quarks zur Quantenchromodynamik.- 9.6 Zusammenfassung und Ausblick.- 9.7 Literatur.- 9.8 Übungen.- A.1 Allgemeine physikalische Konstanten.- A.2 Die stabilsten Elementarteilchen.- A.3 Die chemischen Elemente.- Sachwortverzeichnis.