Skript Quantenmechanik - Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg

1 AufgabengebietderQuantenmechanik
1.1 Wasist Quantenmechanik?
einfache Antwort: einheitliche Theorie zur Beschreibung von Vorgängen
auf atomarer Ebene
genauer: umfassende Theorie, die atomare Vorgänge – aber
auch makroskopische Prozesse – korrekt beschreibt
❀ die klassische Physik ( = Physik makroskopischer
Vorgänge)istin ihr als Grenzfall enthalten 1
Notwendigkeit: die klassische Physik versagt bei der Erklärung verschiedener
Erscheinungen im Mikroskopischen (siehe
Kapitel2)
1.2 Beziehungzurklassischen Mechanik
formal: vergleichbar derBeziehungzwischenWellenoptikundgeometrischerOptik
aber: QuantenmechanikunterscheidetsichvonanderenErweiterungennicht
ausreichenderTheorienfundamental
Warum? Normalerweise kann eine allgemeinere Theorie unabhängig
von einerwenigerallgemeinen Theorie,diedarin als Grenzfall
enthaltenist,logisch geschlossenformuliertwerden.
Beispiel: relativistische Mechanik – formulierbar ohne Rückgriff auf
newtonscheMechanik
Diese ergibt sich automatisch als Grenzfall für Geschwindigkeiten,diekleingegenüberderLichtgeschwindigkeitsind,und
istvöllig innerhalb derrelativistischen Theorieinterpretierbar.
Quantenmechanikist anders!
Ihre Formulierung ist nicht ohne die Begriffsbildungen der klassischen Mechanik
möglich.
Man könnte im Prinzip die relativistische Mechanik vor der newtonschen
lehren oder die letztere ganz weglassen. 2 Bei der Quantenmechanik sieht
es so aus, als könne man sie nicht lehren (und nicht lernen!), bevor ein
gewissesVerständnisderklassischenMechanikbesteht.Letztlichliegtdies
daran, dassdie Ergebnissevon Messungensich immer auf derklassischen
Ebenemanifestieren.
1 Diesisteinedurchaus kontroversdiskutierteFrage.
2 Dasistdidaktischnicht klugaber prinzipiellmöglich.
1