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Didaktisch optimiertes Lehrbuch der nichtrelativistischen Quantenmechanik als Teil einer vierbändigen Lehrbuchreihe zur theoretischen Physik im Bachelorstudium. Ausgiebige Beachtung finden Eigenschaften linearer Hilbert-Räume und lineare Operatoren sowie die Mathematik der Quantenmechanik.

 

 

 

 

Das vorliegende Buch ist der dritte Teil der vierbändigen Reihe und deckt den Lehrstoff der Bachelorvorlesung zur Quantenmechanik großer Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz möglichst umfassend ab.

 

 

 

 

Aus dem Inhalt:

1 Die Entstehung der Quantenphysik 1 / 1.1 Probleme der klassischen Physik 2 / 1.2 Hohlraumstrahlung 4 / 1.3 Lichtquanten und Materiewellen 6 / 1.4 Quantisierungsregeln von Bohr und Sommerfeld 14 / 1.5 Emission, Absorption und Einstein-Koeffizienten 17 / 1.6 Der Spin 18 / Aufgaben 21 / Lösungen zu den Aufgaben 23 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 24 / Literatur 26 // 2 Wellenmechanik 27 / 2.1 Unbestimmtheit für materielle Teilchen 28 / 2.2 Materiewellen für kräftefreie Teilchen 30 / 2.3 Wellenmechanik mit Kräften 38 / 2.4 Erhaltung der Wahrscheinlichkeit 44 / So geht's weiter 47 / Aufgaben 49 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 52 / Literatur 57 // 3 Formalismus der Quantenmechanik 59 / 3.1 Hilbert-Räume 60 / 3.2 Lineare Operatoren 67 / 3.3 Spektralzerlegung von selbstadjungierten Operatoren 76 / 3.4 Inverse und unitäre Operatoren 80 / Aufgaben 83 / Lösungen zu den Aufgaben 86 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 87 / Literatur 92 // 4 Observablen, Zustände und Unbestimmtheit 93 / 4.1 Die Kopenhagener Interpretation 94 / 4.2 Unbestimmtheitsrelationen 101 / 4.3 Ist die Quantenmechanik vollständig? 102 / 4.4 Gemischte Zustände 108 / Aufgaben 113 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 116 / Literatur 120 // 5 Zeitentwicklung und Bilder 121 / 5.1 Systeme mit wenigen Zuständen 122 / 5.2 Dyson-Reihe für den Zeitentwicklungsoperator 128 / 5.3 Die Bilder der Quantenmechanik 130 / 5.4 Zeitentwicklung von Gemischen 134 / 5.5 Pfadintegrale 134 / Aufgaben 139 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 141 / Literatur 145 // 6 Eindimensionale Quantensysteme 147 / 6.1 Potenzialprobleme und Potenzialstufe 148 / 6.2 Potenzialwall, Potenzialtopf und Tunneleffekt 155 / 6.3 Der harmonische Oszillator 161 / 6.4 Kohärente Zustände 165 / 6.5 Numerische Lösung der Schrödinger-Gleichung 170 / So geht`s weiter 173 / Aufgaben 176 / Lösungen zu den Aufgaben 179 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 180 / Literatur 185 // 7 Symmetrien und Erhaltungssätze 187 / 7.1 Symmetrien und Erhaltungsgrößen 188 / 7.2 Raumspiegelungen 189 / 7.3 Translationen im Raum 192 / 7.4 Bandstruktur für gitterperiodische Potenziale 194 / 7.5 Drehungen und Drehimpuls 197 / 7.6 Eigenvektoren und Eigenwerte des Drehimpulses 202 / 7.7 Addition von Drehimpulsen 206 / So geht's weiter 210 / Aufgaben 211 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 213 / Literatur 217 // 8 Zentralkräfte - das Wasserstoffatom 219 / 8.1 Relativbewegung im Zweiteilchensystem 220 / 8.2 Kugelförmiger Potenzialtopf 225 / 8.3 Gebundene Zustände des Wasserstoffatoms 227 / 8.4 Algebraische Lösung des Wasserstoffatoms 234 / Aufgaben 237 / Lösungen zu den Aufgaben 239 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 240 / Literatur 246 // 9 Elektromagnetische Felder und der Spin 247 / 9.1 Beobachtbarkeit der Potenziale 248 / 9.2 Geladenes Teilchen im homogenen Magnetfeld 251 / 9.3 Der Spin des Elektrons 255 / Aufgaben 263 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 265 / Literatur 270 // 10 Störungstheorie und Virialsatz 271 / 10.1 Zeitunabhängige Störungen 272 / 10.2 Allgemeine Aussagen über Erwartungswerte 281 / 10.3 Zeitabhängige Störungen 285 / Aufgaben 292 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 295 // 11 Mehrteilchensysteme und weitere Näherungsmethoden 305 / 11.1 Mehrteilchensysteme 306 / 11.2 Das Variationsverfahren 314 / 11.3 Die semiklassische Näherung 316 / So geht's weiter 326 / Aufgaben 329 / Lösungen zu den Aufgaben 332 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 333 / Literatur 343 // 12 Streutheorie 345 / 12.1 Potenzialstreuung 346 / 12.2 Partialwellenanalyse 352 / 12.3 Resonanzen 360 / 12.4 Elastische Streuung identischer Teilchen 361 // So geht's weiter 366 / Aufgaben 369 / Lösungen zu den Aufgaben 371 / Ausführliche Lösungen zu den Aufgaben 372 / Literatur 377 / Abbildungsnachweis 379 // Sachverzeichnis 381