Quantenmechanik (nicht nur) für Lehramtsstudierende - Thomas Filk

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Résumé :
Dieses Lehrbuch zur Quantentheorie ist speziell f?r Lehramtsstudierende konzipiert und auf die Bed?rfnisse zuk?nftiger Lehrer und Lehrerinnen zugeschnitten. Die konzeptuellen Grundlagen, aber auch die Darstellung des mathematischen Formalismus der Quantenphysik stehen dabei im Vordergrund, gleichzeitig wird weniger Wert auf eine detaillierte Beschreibung der mathematischen Techniken zur L?sung spezifischer Probleme gelegt. Im ersten, einf?hrenden Teil des Buches werden m?gliche Zug?nge zur Quantenmechanik beschrieben. Diese bieten dem Leser nicht nur zu Beginn verschiedene Perspektiven, aus denen man die Quantentheorie betrachten kann, sondern k?nnen auch mit den notwendigen didaktischen ?nderungen in der Schule verwendet werden. Teil II umfasst den eigentlichen Lehrstoff, wie er in Vorlesungen an der Hochschule vermittelt wird: Vom mathematischen R?stzeug ?ber die Postulate bis hin zur Anwendung auf einfache Systeme, darunter das Kastenpotential, den harmonischen Oszillator unddas Wasserstoffatom. Das Grundwissen der Quantenmechanik wird hier nachvollziehbar und verst?ndlich erkl?rt. Der dritte und abschlie?ende Teil bietet eine Sammlung von weiterf?hrenden, voneinander unabh?ngigen Themen mit ausf?hrlicheren Hintergr?nden zu den Grundlagen und Anwendungen. Kapitel zu offenen Fragen, Problemen und Interpretationen der Quantentheorie, Quantenlogik aber auch tiefer gehende Betrachtungen der mathematischen Zusammenh?nge erm?glichen so ein erweitertes Verst?ndnis. Mit Hilfe von ?bungsaufgaben k?nnen Studierende das Gelernte ?berpr?fen und in der Anwendung festigen. Die L?sungen zu den Aufgaben sowie weitere Aufgaben werden online bereitgestellt.

Biographie:
Thomas Filk hat in Bonn Physik studiert und dort 1982 in theoretischer Physik promoviert. Nach einem zweij?hrigen Aufenthalt an der Tokyo University ging er 1985 nach Freiburg, wo er zun?chst als wissenschaftlicher Assistent und seit 1993 als Dozent t?tig ist. Sein Forschungsschwerpunkt umfasst dabei unter anderem auch die Grundlagen der Physik, insbesondere die Grundlagen der Quantentheorie. Er h?lt seit vielen Jahren eine Vorlesung zur Quantentheorie, die sich speziell an Lehramtsstudierende richtet und auf deren Grundlage das vorliegende Buch entstanden ist. Daneben sind auch Erfahrungen als Physiklehrer in der Schule sowie in der Lehrerfortbildung in das Buch eingeflossen....

Sommaire:
I Drei Wege zur Quantentheorie.- Photonenexperimente zur Polarisation.- Interferenzexperimente am Doppelspalt.- Die Anf?nge der Quantentheorie in Experimenten.- II Die Grundlagen der Quantentheorie.- Das mathematische R?stzeug.- Die Postulate der Quantentheorie und allgemeine Folgerungen.- Kastenpotenzial und harmonischer Oszillator.- Das Coulomb-Potenzial.- Mehrteilchensysteme und Verschr?nkungen.- Zweizustand-Systeme.- III Ausgew?hlte und vertiefende Kapitel zur Quantentheorie.- Anmerkungen zu unendlichdimensionalen Vektorr?umen.- Zeitentwicklungsoperator und Funktionalintegral.- Das Heisenberg-Bild der Quantenmechanik.- Darstellungen der Drehgruppe und die Addition von Drehimpulsen.- Die lineare Kette und der Weg zur Quantenfeldtheorie.- Optische Experimente zur Quantentheorie.- Von Wellenfunktionen zum Zweizustand-System.- Probleme der Quantentheorie und offene Fragen.- Interpretationen der Quantentheorie.- Bohm'sche Mechanik.- Propositionen und Quantenlogik.- Zitate zur Quantentheorie.