Grundlagen Quantenmechanik und Statistik

Im Rahmen einer SHK-Stelle am Institut für Theoretische Physik, Weltraum- und Astrophysik (TP4) der Ruhr-Universität Bochum habe ich das Manuskript zur Vorlesung „Grundlagen der Quantenmechanik und Statistik“, gehalten von PD Dr. Horst Fichtner, in LaTeX gesetzt.

• Manuskript als PDF-Datei, Version 1.2, 2013 (externer Link zur TP4-Seite)

Die für das Skript erstellten Graphiken sind in meinem Graphikarchiv in verschiedenen Formaten verfügbar und sind hier nachfolgend aufgeführt. Die angegebenen Abbildungsnummern beziehen sich dabei auf die Nummern im Skript (Version 1.0).

Teil I: Quantenmechanik

Abb-Nr	Titel	Vorschau
Warum Quantentheorie?
1.1	Planck’sches Strahlungsgesetz
1.2	Vergleich Planck’sches Strahlungsgesetz, Wien’sches Gesetz und Rayleigh-Jeans-Gesetz
1.3	Compton-Effekt
1.4	Elektronenbahn als stehende Welle
1.5	Doppelspaltexperiment
1.6	Einordnung der Quantenmechanik
Wellenmechanik
2.1	Dispersive Wellen
2.2	Dispersionsrelation für Materiewellen
2.3	Interferenz von EM-Wellen am Doppelspalt (ohne Bestimmung des Spaltdurchtritts)
	Interferenz von EM-Wellen am Doppelspalt (mit Bestimmung des Spaltdurchtritts)
2.4	Ebene Welle im Orts- und Impulsraum
Lösung der Schrödinger-Gleichung für spezielle physikalische Systeme
3.1	Potential des harmonischen Oszillators und Potentialnäherung (a)
	Potential des harmonischen Oszillators und Potentialnäherung (b)
3.2	Veranschaulichung der Lösungen ψn (a)
	Veranschaulichung der Lösungen ψn (b)
3.3	Kastenpotential
3.3	Lösungen für das Kastenpotential
3.5	Potentialwall und Durchtunnelungswahrscheinlichkeit
3.6	Schematische Darstellung der Wellenfunktion beim Tunneleffekt
	Bemerkung 3.4.1 (a)
	Bemerkung 3.4.1 (b)
	Bemerkung 3.4.1 (c)
	Beispiel 3.4.1
3.7	Atomkernpotential
3.8	Drehimpulskegel
3.9	Die Radialfunktion R(r) des Wasserstoffatoms für n=1, l=0
	Die Radialfunktion R(r) des Wasserstoffatoms für n=2, l=0
	Die Radialfunktion R(r) des Wasserstoffatoms für n=2, l=1
	Die Radialfunktion R(r) des Wasserstoffatoms für n=3, l=0
	Die Radialfunktion R(r) des Wasserstoffatoms für n=3, l=1
	Die Radialfunktion R(r) des Wasserstoffatoms für n=3, l=2
	Die Radialfunktion R(r) des Wasserstoffatoms für n=4, l=0
	Die Radialfunktion R(r) des Wasserstoffatoms für n=4, l=1
	Die Radialfunktion R(r) des Wasserstoffatoms für n=4, l=2
	Die Radialfunktion R(r) des Wasserstoffatoms für n=4, l=3
3.10	Radiale Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons im Abstand von r bis r + dr im Wasserstoffatom für n=1, l=0
	Radiale Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons im Abstand von r bis r + dr im Wasserstoffatom für n=2, l=0
	Radiale Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons im Abstand von r bis r + dr im Wasserstoffatom für n=2, l=1
	Radiale Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons im Abstand von r bis r + dr im Wasserstoffatom für n=3, l=0
	Radiale Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons im Abstand von r bis r + dr im Wasserstoffatom für n=3, l=1
	Radiale Aufenthaltswahrscheinlichkeit des Elektrons im Abstand von r bis r + dr im Wasserstoffatom für n=3, l=2
3.11	Räumliche Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichte  des Elektrons im Wasserstoffatom.
3.12	Wasserstoffserien
3.13	Wasserstoff-Energieniveaus mit Feinstruktur

Teil II: Statistik

Abb-Nr	Titel	Vorschau
Kinetische Gastheorie
7.1	Maxwellverteilung
Thermodynamik
	Abschnitt 8.5.1
8.1	p-V-Diagramm (a)
	p-V-Diagramm (b)
8.2	p-V-Diagramm des realen Gases (1)
8.3	p-V-Diagramm des realen Gases (2)
8.4	p-V-Diagramm des Carnot’schen Kreisprozesses
8.5	Schematischer Ablauf des Carnot’schen Kreisprozesses
	Beispiel 8.7.1
Statistische Mechanik
	Abschnitt 9.1.1
9.1	Phasenraumtrajektorie
9.2	Phasenraumtrajektorie und Ensemble
9.3	Vergleich der mittleren Besetzungszahlen der Statistiken Maxwell-Boltzmann, Bose-Einstein und Fermi-Dirac

Teil III: Anhang

Abb-Nr	Titel	Vorschau
	Anhang C: Periodensystem