Die physikalischen Prinzipien der Quantentheorie (eBook)

Werner Heisenberg (Autor)

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2010 | 5., unveränderte Auflage
XX, 117 Seiten
Hirzel, S., Verlag
978-3-7776-1743-5 (ISBN)

Infos

Werner Heisenberg gelang der Durchbruch zur modernen Atomtheorie der Quantenmechanik; er entdeckte die sogenannte Unbestimmtheitsrelation, die seinen Lehrer und Freund Niels Bohr zum Komplementaritätsprinzip führte, das eine widerspruchsfreie physikalische Deutung der Quantenmechanik ermöglichte. 1929 trat Heisenberg eine Vortragsreise in die Vereinigten Staaten an. Sie führte ihn zu Vorlesungen über »Die physikalischen Prinzipien der Quantentheorie« an der Universität Chicago. Diese Vorlesungen werden in dem vorliegenden Band zusammenfassend behandelt. Der Autor wollte mit der Veröffentlichung dazu beitragen, den Kopenhagener Geist der Quantentheorie zu verbreiten.

Werner Heisenberg (1901-1976) war einer der bedeutendsten theoretischen Physiker des 20. Jahrhunderts. Seine Heisenberg'sche Unschärferelation spielte eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Mechanik und übte großen Einfluss auf die moderne Philosophie aus. 1932 erhielt er den Nobelpreis für Physik.

Inhalt

Inhaltsverzeichnis 20
I. Einleitung???????????????????????????????????????? 22
1. Theorie und Experiment???????????????????????????????????????????????????????????????? 22
2. Grundbegriffe der Quantentheorie???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 24
a) Wilson-Aufnahmen???????????????????????????????????????????????????? 24
b) Beugung von Materiestrahlen (Davisson-Germer, Thomson, Rupp)???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 25
c) Beugung von elektromagnetischer Strahlung?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 25
d) Compton-Simonsches Experiment?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 28
e) Franck-Hertzsche Stoßversuche?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 29
II. Kritik der physikalischen Begriffe des Partikelbildes???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 32
1. Die Unbestimmtheitsrelationen?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 32
2. Nachweis der Unbestimmtheitsrelationen an verschiedenen Meßinstrumenten?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 38
a) Ortsmessung freier Elektronen?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 38
b) Geschwindigkeits- bzw. Impulsmessung an freien Elektronen?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 42
c) Gebundene Elektronen???????????????????????????????????????????????????????????? 46
d) Energiemessungen???????????????????????????????????????????????????? 52
III. Kritik der physikalischen Begriffe des Wellenbildes?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 59
1. Die Unbestimmtheitsrelationen im Wellenbild?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 59
2. Nachweis der Unbestimmtheitsrelationen an einer Meßanordnung???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 63
IV. Die statistische Deutung der Quantentheorie???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 65
1. Mathematische Betrachtungen?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 65
2. Interferenz der Wahrscheinlichkeiten???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 68
3. Bohrs Begriff der Komplementarität???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 70
V. Diskussion wichtiger Experimente???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 73
1.Wilsonsche Aufnahmen?????????????????????????????????????????????????????????? 73
2. Beugungsexperimente?????????????????????????????????????????????????????????? 80
3. Das Experiment von Einstein und Rupp???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 82
5. Interferenz und Erhaltungssätze?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 88
6. Der Comptoneffekt und das Compton-Simonsche Experiment???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 91
7. Schwankungserscheinungen der Strahlung???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 93
8. Relativistische Formulierung der Quantentheorie?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 98
Der mathematische Apparat der Quantentheorie?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 101
1. Die Partikelvorstellung (Materie)?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 101
2. Transformationstheorie???????????????????????????????????????????????????????????????? 105
3. Die Schrödingersche Differentialgleichung?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 108
4. Störungstheorie?????????????????????????????????????????????????? 109
5. Resonanz zwischen zwei Atomen die physikalische Bedeutung der Transformationsmatrizen????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
6. Partikelbild der Strahlung???????????????????????????????????????????????????????????????????????? 116
7. Quantenstatistik???????????????????????????????????????????????????? 116
8. Wellenvorstellung der Materie und der Strahlung: klassische Theorie?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 119
9. Quantentheorie der Wellenfelder?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 124
10. Anwendung auf die Wellen negativer Ladung???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 129
11. Beweis der mathematischen Äquivalenz der Quantentheorie des Partikelbildes und der Quantentheorie des Wellenbildes?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 132
12. Anwendung auf die Theorie der Strahlung???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 135
Literaturverzeichnis?????????????????????????????????????????????????????? 137
Namen- und Sachregister???????????????????????????????????????????????????????????? 139

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 28.5.2010
• Reihe/Serie: Hirzel Klassiker (weiße Reihe)
• Einführung: Harald Fritzsch
• Vorwort: Anton Zeilinger
• Zusatzinfo: 22 schw.-w. Abb.
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Geisteswissenschaften ► Philosophie
• Themenwelt: Naturwissenschaften
• Themenwelt: Technik
• Schlagworte: Hirzel • Klassiker • Philosophie, Evolution • Physik • physikalischen Prinzipien
• ISBN-10: 3-7776-1743-1 / 3777617431
• ISBN-13: 978-3-7776-1743-5 / 9783777617435