Quantenmechanik, die nicht relativistische Quantentheorie der Bewegung und Wechselwirkung mikrophysikalischer Systeme, wie Elementarteilchen, Atome und Moleküle. Die Beschränkung auf nicht relativistische Erscheinungen beinhaltet, dass die

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Grundcharakteristika der Quantenmechanik

Operatoren statt Zahlen: Die Quantenmechanik unterscheidet sich von der klassischen Mechanik wesentlich dadurch, dass in ihr physikalische Variablen im Allgemeinen nicht, wie in dieser, gewöhnliche Zahlen mit kommutativer Multiplikation sind (sogenannte c-Zahlen), sondern Operatoren mit im Allgemeinen nicht kommutativer Multiplikation (q-Zahlen), insbesondere hermitesche Operatoren für

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Mathematische Formulierung der Quantenmechanik

Zustandsraum: Der Menge aller Zustände eines Quantensystems, d. h. den Elementen seines Zustandsraumes, werden die Elemente eines abstrakten, im Allgemeinen unendlich-dimensionalen linearen Raumes, des Hilbert-Raumes, als Zustandsvektoren zugeordnet und nach P. Dirac durch ein »Ket«-Symbol |α bezeichnet (α dient zur Kennzeichnung des eindeutig bestimmten Zustands). Die für experimentell verifizierbare Aussagen der Quantenmechanik wesentlichen Größen sind die Matrixelemente

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Darstellungen und Bilder der Quantenmechanik

Auf diesen Zusammenhängen beruht die Transformationstheorie der Quantenmechanik, d. h. die Möglichkeit der Verwendung verschiedener äquivalenter Darstellungen, z. B. als Matrizenmechanik oder Wellenmechanik, und des Übergangs von einer Darstellung in eine andere.

Matrizenmechanik: In der Matrizenmechanik werden die Observablen durch die hermiteschen Matrizen Ωkl und die Zustände |α durch den Satz der (normierten) Entwicklungskoeffizienten ck mit der Norm Σk |ck |2 = 1 repräsentiert. Das Skalarprodukt zweier durch ck beziehungsweise ck repräsentierter Zustandsvektoren ist

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Relativistische Verallgemeinerungen der Quantenmechanik

Die Verallgemeinerung der Quantenmechanik auf relativistische Vorgänge ist für einzelne Teilchen möglich, deren Bewegung durch die Klein-Gordon-Gleichung

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Interpretationen der Quantenmechanik

Kopenhagener Deutung: Das erkenntnistheoretische Problem, wie die Wahrscheinlichkeitsaussagen der Quantenmechanik zu interpretieren sind, ob als Aussagen über die objektive Realität oder als Aussagen über die Qualität unseres Wissens, führt zu einander widerstreitenden Deutungen. Die Kopenhagener Deutung N. Bohrs sucht einerseits, positivistisch orientiert, die Physik allein auf Beobachtungen

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Geschichte

Zur Geschichte Quantentheorie.

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Werke

Weiterführende Literatur:

A. Messiah: Quantenmechanik, 2 Bde. (aus dem Französischen, 2–31990–91);
L. D. Landau u. E. M. Lifschitz: Quantenmechanik (aus dem Russischen,
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Quellenangabe
Brockhaus, Quantenmechanik. http://brockhaus.de/ecs/enzy/article/quantenmechanik