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Das vorliegende Lehrbuch enthält den mehrfach überarbeiteten nichtrelativistischen Teil einer zweisemestrigen Vorlesung über Quantenmechanik, welche der Autor im Laufe der Zeit oft gehalten hat. Die begrifflichen und mathematischen Grundlagen der Quantenmechanik werden darin klar und gründlich entwickelt. Aber auch die Reichhaltigkeit ihrer Anwendungen wird an zahlreichen Beispielen aus der Atom-, Molekül- und Kernphysik vorgeführt. Dabei kommen auch gruppentheoretische Methoden, welche im Haupttext sowie in Anhängen detailliert entwickelt werden, besonders stark zum Zuge. Interessante Übungsaufgaben ergänzen den Text. Der Band wird mit einem historischen Prolog über die frühen Arbeiten von Planck und Einstein eröffnet. In einem Epilog werden schließlich die Grundlagen- und Interpretationsfragen nochmals vertieft aufgenommen. Dabei kommen auch neue Entwicklungen zur Sprache. (Verlagsinformation)

Aus dem Inhalt:

Einleitung 1 // Prolog: "Wie es anfing" 5 / 0.1 Geburt der Quantentheorie 12 / 0.2 Lichtquanten 15 / 0.3 Aufgaben 21 // 1. Materiewellen und Schrödingergleichung 23 / 1.1 Experimenteller Nachweis der Materiewellen 23 / 1.2 Dispersionsgesetz für Materiewellen, kräftefreie Schrödingergleichung 24 / 1.3 Schrödingergleichung für ein Teilchen in äusseren Feldern 30 / 1.4 Der harmonische Oszillator 33 / 1.5 Das Wasserstoffatom 40 / 1.6 Aufgaben 45 / 1.A Krummlinige Koordinaten 51 / 1.B Kugelfunktionen 54 / 1.C Die konfluente hypergeometrische Funktion 62 / 1.D Orthogonale Polynome 78 // 2. Statistische Deutung der Wellenfunktion, Unschärferelationen und Messprozess 83 / 2.1 Die statistische Interpretation der Z-Funktion 85 / 2.2 Verallgemeinerung auf Mehrteilchensysteme 86 / 2.3 Grenzübergang zur klassischen Mechanik 88 / 2.4 Mittelwerte von Funktionen der Koordinaten und Impulse 90 / 2.5 Kanonische Vertauschungsrelationen und Unschärferelationen 93 / 2.6 Unschärferelationen und Komplementarität 94 / 2.7 Aufgaben 107 // 3. Die formalen Prinzipien der Quantenmechanik 113 / 3.1 Die kinematische Struktur der QM 113 / 3.2 Allgemeine Unschärferelation, kompatible Observablen 115 / 3.3 Idealmessung, Zustandsreduktion 116 / 3.4 Verallgemeinerung des Zustandsbegriffs 118 / 3.5 Vereinigung zweier quantenmechanischer Systeme 121 / 3.6 Automorphismen, Satz von Wigner 122 / 3.7 Allgemeine Form des dynamischen Gesetzes 125 / 3.8 Schrödinger-, Heisenberg- und Wechselwirkungsbild 128 / 3.9 Darstellungen der kanonischen Vertauschungsrelationen 131 / 3.10 Die spektrale Darstellung einer Observablen 132 / 3.11 Aufgaben 134 / 3.A Spektralmasse und Spektralzerlegung eines selbstadjungierten Operators 137 // 4. Drehimpuls, Teilchen mit Spin 143 / 4.1 Rotationsinvarianz und Drehimpuls für spinlose Teilchen 143 / 4.2 Projektive und unitäre Darstellungen 146 / 4.3 SU(2) als universelle Überlagerungsgruppe von SO(3) 148 / 4.4 Drehimpuls und Parität 151 / 4.5 Die irreduziblen Darstellungen von SU(2) 153 / 4.6 Charaktere, Clebsch-Gordan-Reihe für SU(2) 160 / 4.7 Teilchen mit Spin, Pauli-Gleichung 165 / 4.8 Aufgaben 169 // 5. Störungstheorie und Anwendungen 175 / 5.1 Die stationäre Störungsrechnung 175 / 5.2 Symmetrien und Aufspaltung der Eigenwerte 179 / 5.3 Auswahl- und Intensitäts-Regeln 183 / 5.4 Der Zeeman-Effekt 189 / 5.5 Gruppentheoretische Analyse des Stark-Effektes 193 / 5.6 Hyperfeinaufspaltung von H-Atomen 196 / 5.7 Aufgaben 199 / 5.A Der quantenmechanische kräftefreie Kreisel 206 // 6. Mehrelektronensysteme 211 / 6.1 Das Ausschlussprinzip für Elektronen 211 / 6.2 Das Spektrum von Helium 213 / 6.3 Spektren von Mehrelektronenatomen 222 / 6.4 Das Schalenmodell der Atome (Aufbau-Prinzip, (L, S)-Terme) 231 / 6.5 Thomas-Fermi-Modell eines Atoms 239 / 6.6 Thomas-Fermi-Näherung für Weisse Zwerge 243 / 6.7 Hartree-Fock-Näherung für Atome 247 / 6.8 Aufgaben 252 // 7. Streutheorie 255 / 7.1 Stationäre Behandlung der Streuung an einem Potential 256 / 7.2 Die Coulomb-Streuung 261 / 7.3 Zweiteilchenstösse, Austauscheffekte bei identischen Teilchen 265 / 7.4 Zeitabhängige Streutheorie 267 / 7.5 Aufgaben 284 // 8. Quantenchemie 287 / 8.1 Qualitative Betrachtungen 287 / 8.2 Die Born-Oppenheimer-Methode 289 / 8.3 Das Hj-Ion 294 / 8.4 Heitler-London Theorie des H2-Moleküls 298 / 8.5 Sättigungseigenschaften der chemischen Bindung 303 / 8.6 Aufgaben : 304 // 9. Zeitabhängige Störungstheorie 307 / 9.1 Dyson-Reihe, Übergangswahrscheinlichkeiten 307 / 9.2 Anregung eines Atoms durch Stoss mit einem schweren Teilchen 309 / 9.3 Semiklassische Theorie der Coulomb-Anregung 311 / 9.4 Zeitunabhängige Störungen, Goldene Regel 319 / 9.5 Adiabatisches Einschalten der Störung 324 / 9.6 Periodische Störungen, Resonanzen 325 / 9.7 Übergänge in 2. Ordnung 326 / 9.8 Aufgaben 328 // Gruppentheoretische Anhänge 331 / A. Lineare Liesche Gruppen 333 / A.1 Die volle lineare Gruppe GL(n,K) 333 / A.2 Differenzierbare Mannigfaltigkeiten im K¿ 333 / A.3 Tangentialraum, Tangentialabbildung 337 / A.4 Vektorfelder auf Mannigfaltigkeiten 338 / A.5 Lineare Liesche Gruppen 338 / A.6 Die Liealgebra einer linearen Lieschen Gruppe 339 / A.7 Die Exponential-Darstellung 341 / A.8 Homomorphismen von Liegruppen und Liealgebren 342 // B. Darstellungen von kompakten Gruppen in Hilberträumen 349 / B.1 Allgemeines, Charaktere und deren Orthogonalitätsrelationen 349 / B.2 Haarsches Mass für SU(2) 353 / B.3 Die Gruppenalgebra einer kompakten Gruppe und Vollständigkeit der Charaktere 355 / B.4 Ausreduktion einer unitären Darstellung einer kompakten Gruppe in einem Hilbertraum 360 // C. Clebsch-Gordan-KoefHzienten von SU(2) 363 // D. Beweis eines Satzes von Hermann Weyl 367 // Epilog: Grundlagenprobleme der QM 371 / 1 Verborgene Variable, Satz von Kochen und Specker 371 / 2 Einstein-Podolsky-Rosen-Experimente 379 / 3 Bellsche Analyse ohne Beil-Ungleichungen 382 / 4 Das quantenmechanische Messproblem 386 / Literaturverzeichnis (Epilog) 393 // Literaturverzeichnis 395 // Sachwortverzeichnis 399