Quantenmechanik in Bildern Eine Einführung mit vielen Computergrafiken

In diesem Buch werden die grundlegenden Begriffe und Erscheinungen der Quantenmechanik eingeführt und visualisiert. Computergrafiken dienen zur Veranschaulichung der zunächst ungewohnt abstrakten Begriffe dieses Gebiets. Dabei werden insbesondere Vergleiche mit der klassischen Mechanik und der Wellenoptik herangezogen. Grafiken vieler Beispiele helfen dabei, eine Intuition auch für quantenmechanische Vorgänge zu vermitteln. Mehr als 80 computergenerierte Videos zum Buch sind in einem YouTube-Kanal zusammengefasst und über QR-Codes im Buch leicht einzusehen. Studierenden der Physik sowie Lehramtsstudierenden der Physik oder Chemie werden folgende spannende Themen erklärt:

• Lichtwellen, Materiewellen, Wellenpakete, Schrödinger-Gleichung, Wahrscheinlichkeitsinterpretation
• Quantenmechanik in einer Dimension: Streuung, gebundene Zustände, Bewegung im Potential, kohärente und gestauchte Zustände, Quantilbewegung
• Zweiteilchenzustände: unterscheidbare und ununterscheidbare Teilchen
• Quantenmechanik in drei Dimensionen: Drehimpuls, Streuamplitude, Streuquerschnitt, Resonanzstreuung, Wasserstoffatom, Keplerbewegung
• Hybridisierung
• Spin und magnetische Resonanz
• Experimentelle Beispiele aus Atom-, Kern-, Teilchen- und Festkörperphysik
• Einfache Aspekte der Struktur der Quantenmechanik

1 Einleitung.- 2 Lichtwellen.- 3 Materiewellen.- 4 Lösung der Schrödinger-Gleichung in einer Dimension.- 5 Eindimensionale Quantenmechanik: Streuung durch ein Potential.- 6 Eindimensionale Quantenmechanik: Bewegung in einem Potential. Stationäre gebundene Zustände.- 7 Quantilbewegung in einer Dimension.- 8 Gekoppelte harmonische Oszillatoren: Unterscheidbare Teilchen.- 9 Gekoppelte harmonische Oszillatoren: Ununterscheidbare Teilchen.- 10 Wellenpaket in drei Dimensionen.- 11 Lösung der Schrödinger-Gleichung in drei Dimensionen.- 12 Dreidimensionale Quantenmechanik: Streuung durch ein Potential.- 13 Dreidimensionale Quantenmechanik: Gebundene Zustände.- 14 Hybridisierung.- 15 Dreidimensionale Quantenmechanik: Resonanzstreuung.- 16 Coulomb-Streuung.- 17 Spin.- 18 Experimentelle Beispiele.- A Einfache Aspekte der Struktur der Quantenmechanik.- B Zweiniveausystem.- C Analyseamplitude.- D Wigner-Verteilung.- E Gamma-Funktion.- F Bessel-Funktionen und Airy-Funktionen.- G Poisson-Verteilung.- Register.