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Physik kompakt 3. Quantenphysik und Statistische Physik beginnt mit dem Aufzeigen der Grenzen der klassischen Physik und enthält die Einführung in den atomaren Aufbau der Materie und die Grundlagen der Quantennatur der elektromagnetischen Strahlung. Am Beispiel der Wellennatur der Teilchenstrahlung und der Unschärferelation führen die Autoren in den Stoff der Atomphysik ein, wie er üblicherweise im dritten Semester geboten wird. Schon hier bei der Behandlung der Schrödingergleichung und der Wellenfunktionen wird die fundamentale Bedeutung der Physik der Wellen und Schwingungen deutlich. Vertieft werden die Darstellungen um die Einführung in die Grundlagen der Quantenmechanik. Auf diesem Weg führen die Autoren den Leser hin zur statistischen Mechanik und zur theoretischen Thermodynamik. Am Beispiel der Hauptsätze der Thermodynamik und ihren Anwendungen schließt sich der Kreis wieder zur praktischen Experimentalphysik.
Sommario
Quantenphysik.- 1 Grenzen der klassischen Physik.- 2 Atomarer Aufbau der Materie.- 3 Quantennatur elektromagnetischer Strahlung.- 4 Wellennatur der Teilchenstrahlung.- 5 Welle-Teilchen-Dualismus und Unschärferelation.- 6 Atomspektren und Atommodelle.- 7 Wellenfunktion.- 8 Schrödinger-Gleichung.- 9 Erwartungswerte, Operatoren, Eigenwerte, Eigenfunktionen.- 10 Heisenbergsche Unschärferelation und Ehrenfest-Theorem als Konsequenz der Axiome.- Lösung der Schrödinger-Gleichung in einfachen Beispielen.- 12 Das Wasserstoff-Atom, Ein-Elektron-Systeme.- 13 Magnetisches Dipolmoment von Bahndrehimpuls und Eigendrehimpuls des Elektrons.- 14 Mehr-Elektronen-Atome.- II Statistische Physik.- 15 Quantenmechanische Grundlagen.- 16 Verteilungen und Mikrozustände.- 17 Die Wahrscheinlichkeit für einen Zustand.- 18 Der Gleichgewichtszustand.- 19 Energieniveaus bei einem idealen Gas.- 20 Mittelwerte und Streuungen physikalischer Größen.- 21 Anwendungen des Modells des idealen Gases.- 22 Der Nullte Hauptsatz der Thermodynamik.- 23 Der Erste Hauptsatz der Thermodynamik.- 24 Anwendung des Ersten Hauptsatzes bei der Beschreibung spezieller Zustandsänderungen.- 25 Wärmekraftmaschinen.- 26 Die Entropie.- 27 Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik.- 28 Der Übergang zum realen Gas.- Sachwortverzeichnis.
Riassunto
Physik kompakt 3. Quantenphysik und Statistische Physik
beginnt mit dem Aufzeigen der Grenzen der klassischen Physik und enthält die Einführung in den atomaren Aufbau der Materie und die Grundlagen der Quantennatur der elektromagnetischen Strahlung. Am Beispiel der Wellennatur der Teilchenstrahlung und der Unschärferelation führen die Autoren in den Stoff der Atomphysik ein, wie er üblicherweise im dritten Semester geboten wird. Schon hier bei der Behandlung der Schrödingergleichung und der Wellenfunktionen wird die fundamentale Bedeutung der Physik der Wellen und Schwingungen deutlich. Vertieft werden die Darstellungen um die Einführung in die Grundlagen der Quantenmechanik. Auf diesem Weg führen die Autoren den Leser hin zur statistischen Mechanik und zur theoretischen Thermodynamik. Am Beispiel der Hauptsätze der Thermodynamik und ihren Anwendungen schließt sich der Kreis wieder zur praktischen Experimentalphysik.
