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2024 | Buch

Quantenmechanik III

Näherungsverfahren, zeitabhängige Systeme und Streutheorie

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Über dieses Buch

In einer umfassenden Darstellung entwickeln und vertiefen die vier Bände dieses Lehrbuchs das Gebäude der nichtrelativistischen Quantenmechanik, weshalb sie auch bestens als Nachschlagewerk geeignet sind.

Der dritte Band stellt wichtige Näherungsverfahren für zeitunabhängige Probleme vor und führt anschließend über die Behandlung zeitabhängiger Systeme hin zum großen Themengebiet der Streutheorie.

Besonderheiten:

Auch komplizierte Zusammenhänge werden illustrativ und klar erklärt. Zahlreiche mathematische Einschübe erläutern allgemeine mathematische Zusammenhänge. Besondere Highlights des Buches sind die Ableitung emergenter Eichtheorien aus der Born–Oppenheimer-Näherung heraus, die exakte Lösung für das Wasserstoffmolekül-Ion als Zwei-Zentren-Problem und für das Coulomb-Streuproblem, sowie die Untersuchung der analytischen Struktur der S-Matrix, einschließlich der Herleitung wichtiger Dispersionsrelationen.

Inhalt

1. Näherungsverfahren für gebundene Zustände - 2. Zeitabhängige Systeme und Übergänge - 3. Streutheorie

Zielgruppe:

Das Buch richtet sich sowohl an Bachelor- als auch an Masterstudierende sowie ihre Lehrenden. Aufgrund seines mehrbändigen Charakters, der breiten Themenvielfalt und Bezügen zu wissenschaftlichen Originalarbeiten allerdings ein Muss für jedes Bücherregal einer in der Physik tätigen Person.

Vorkenntnisse:

Vorausgesetzt werden Kenntnisse der Theoretischen Mechanik, der Elektrodynamik und der Speziellen Relativitätstheorie, sowie der Analysis, der linearen Algebra und der Funktionentheorie.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
Kapitel 1. Näherungsverfahren für gebundene Zustände
Zusammenfassung
Die meisten in der Quantenmechanik auftretenden Systeme sind nicht exakt lösbar. In diesem Abschnitt betrachten wir zunächst zwei äußerst wichtige Näherungsmethoden für realistische Probleme, die stationäre Störungstheorie sowie das Variationsverfahren, und wenden diese auf einige wichtige Anwendungsfälle an.
Oliver Tennert
Kapitel 2. Zeitabhängige Systeme und Übergänge
Zusammenfassung
Bislang haben wir nur Hamilton-Operatoren betrachtet, die nicht explizit zeitabhängig sind. Sehr wichtige Vorgänge in der Natur besitzen jedoch eine Zeitabhängigkeit, die in der Quantenmechanik durch einen zeitabhängigen Hamilton-Operator abgebildet wird: Molekül- und Atomspektroskopie handelt im Wesentlichen von der Absorption und Emission elektromagnetischer Strahlung von Atomen und Molekülen, und einhergehend mit dieser Strahlung finden Übergänge zwischen verschiedenen Zuständen dieser Systeme statt. Die zeitabhängige Störungstheorie ist das wichtigste Näherungsverfahren zur Untersuchung dieser Übergänge und legt die notwendigen formalen Grundlagen für die quantenfeldtheoretische Betrachtung von Strahlungsprozessen in Materie.
Oliver Tennert
Kapitel 3. Streutheorie
Zusammenfassung
Unser Verständnis für die Struktur der Materie ist in großen Teilen begründet im Analysieren von Streuexperimenten. Das grundlegende Verständnis über den Aufbau eines Atoms ist maßgeblich über die Rutherfordschen Streuversuche zustande gekommen, und im Rahmen der modernen Elementarteilchenphysik gibt es im Prinzip überhaupt kein anderes experimentelles Szenario als die Herbeiführung von Teilchenkollisionen und die Untersuchung der entsprechenden Resultate. Selbst der Zerfall eines instabilen Teilchens ist in diesem Rahmen als Streuproblem zu behandeln.
Oliver Tennert
Backmatter
Metadaten
Titel
Quantenmechanik III
verfasst von
Oliver Tennert
Copyright-Jahr
2024
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-662-68589-1
Print ISBN
978-3-662-68588-4
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-68589-1

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