Quantentheorie

Dem vorliegenden Lehrbuch der nichtrelativistischen Quanten theorie liegen Kursvorlesungen in Münster, Hamburg und Newark (Delaware, USA) zugrunde. Dies allein rechtfertigt es jedoch nicht, den vielen vorhandenen Lehrbüchern ein weiteres hinzuzufügen. Daß derzeit allmonatlich ein neues Lehrbuch über Quantentheorie erscheint, darf man wohl nicht allein dem Umstand zuschreiben, daß so viele Vor lesungen über Quantentheorie gehalten werden; vielmehr wird aus einem Teil dieser Bücher ein verbreitetes Unbehagen über den Zustand der Lehrbuchliteratur erkennbar, welches auch mich zur Abfassung des vorliegenden Bandes veranlaßt hat. Die üblichen Lehrbücher - auch neuen Datums- kultivieren noch immer die Grundzüge von Sommerfelds "Atombau und Spektrallinien", d. h. Behelfsvorstellungen, mit denen man eine damals noch unverstandene Quantenphysik in die klassische Physik einfügte; hieraus ergibt sich die unzulängliche und z. T. sogar falsche statistische Interpretation. welche insbesonalere in Lehrbüchern der statistischen Mechanik verbreitet ist. Die wenigen Bücher, welche hiervon seit längerer Zeit auszunehmen sind, nämlich die von Dirac, v. Neumann und G. Ludwig, fanden in das Bewußtsein der Physiker und damit auch der Physikstudenten kaum Eingang, weil ihre abstrakt-mathematische Darstellung den Normal-Physiker nicht direkt anspricht. Hier eine Brücke zu schlagen durch ein einführendes Lehrbuch, welches möglichst frei von historischem Ballast und doch physikalisch ist, war meine Absicht. Um bei diesem Brückenschlag trotz der unvermeidlichen Anforde rungen an das Abstraktionsvermögen dem Bedürfnis nach physikalischer Anschauung entgegen zu kommen, ist der allgemeinen Theorie (Kap. 11) ein heuristisches Kapitel I vorangestellt.

Inhalt
I. Erfahrung, Evolution und Revolution in der physikalischen Wissenschaft.- II. Entstehung der Quantenphysik.- I. Heuristische Einführung in die Quantentheorie.- § 1. Die Prinzipien der klassischen Mechanik.- § 2. Geodätische Linien.- § 3. Dynamik eines abgeschlossenen Systems wechselwirkender Massenpunkte.- § 4. Offenes Einteilchen-System.- § 5. Eichtransformationen.- § 6. Invarianzen und Erhaltungssätze.- § 7. Zusammenhang zwischen klassischer Wirkung und quantenmechanischer Phase.- § 8. Fokussierung von Elektronenstrahlen.- § 9. Beugung am Doppelspalt, Indeterminismus.- § 10. Schrödinger-Gleichung.- § 11. Erwartungswerte für physikalische Größen.- § 12. Eigenwerte, Messung und Voraussage.- § 13. Impulsverteilung, Fourierscher Integralsatz.- § 14. Hauptachsen im Raum der Wellenfunktionen.- § 15. Quantenmechanische Bewegungsgleichung.- II. Prinzipien der Quantentheorie.- § 16. Hilbert-Raum der Quantenzustände.- § 17. Eigenvektoren und Projektionen.- § 18. Koordinaten-Transformationenim Hilbert-Raum.- § 19. Uneigentliche Vektoren.- § 20. Lineare Transformationen des Hilbert-Raums.- § 21. Information und Voraussage, Statistischer Operator.- § 22. Änderung der Information.- § 23. Bedeutung des Wortes Zustand in der klassischen und in der Quantenmechanik.- § 24. Grundprinzipien der Quantentheorie.- § 25. Unitäre Transformationen des Hilbert-Raums, Bilder.- § 26. Nichtvertauschung von Operatoren, Unschärfe.- § 27. Permutationssymmetrie, Pauli-Prinzip.- III. Quantentheorie atomarer Systeme.- § 28. Linearer harmonischer Oszillator.- § 29. Analyse des Oszillators aus der Schrödinger-Gleichung.- § 30. Linearimpuls.- § 31. Drehimpuls.- § 32. Bahndrehimpuls.- § 33. Spin (Eigendrehimpuls).- § 34. Diagonalisierung von Energie und Drehimpuls des freien Teilchens.- § 35. Diagonalisierung des harmonischen Oszillators von gegebenem Bahndrehimpuls.- § 36. Wasserstoff-Atom.- § 37. Allgemeine Lösungen der radialen Gleichung des Wasserstoffatoms.- § 38. Normierung der Wasserstoff-Spektralfunktionen.- § 39. Teilchen im Zentral-Potential endlicher Reichweite, Streuamplitude.- § 40. Geladenes Teilchen im homogenen elektrischen Feld.- § 41. Geladenes Teilchen im homogenen Magnetfeld.- § 42. Eichtranslationen.- § 43. Teilchen im Potentialtopf.- § 44. Potentialtopf mit Wall.- § 45. WKB-Verfahren.- IV. Streuung und Zerfall.- § 46. Streuung am Zentralpotential.- § 47. Bedeutung von Resonanzen für die Streuung.- § 48. Lebensdauer von Resonanzen.- § 49. Störungstheorie. und Resolvente.- § 50. Störungsrechnung im diskreten Spektrum.- § 51. Stark-Effekt des Wasserstoff-Atoms.- § 52. Störungstheorie im kontinuierlichen Spektrum, Greensche Funktion.- § 53. Bornsche Näherung der Streutheorie.- § 54. Streuung eines geladenen Teilchens am Wasserstoff-Atom.- § 55. Nichtstationäre Störungstheorie.- V. Feldquantisierung.- § 56. Quantisierung der Hohlraumstrahlung.- § 57. Ausstrahlung eines atomaren Systems.- § 58. Kanonische Formulierung einer klassischen Feldtheorie.- § 59. Klassisches Schrödinger-Feld.- § 60. Quantisierung des skalaren Schrödinger-Feldes.- § 61. Quantisierung der Pauli-Gleichung.- Namen- und Sachverzeichnis.