Einfhrung in Die Quantenmechanik

Das Buch bietet eine reich illustrierte, leicht verdauliche und amüsante Einführung in die Kryptologie.

In der Quantenmechanik spricht man über das Unaussprechliche. Wie aber gelingt das in der Schule? Und wieviel müssen Lehrende selbst wissen, um richtig über die Quantenmechanik sprechen zu können? Dieses Lehrbuch ist speziell für Studierende des Lehramts Physik konzipiert und kombiniert einen Hochschulgrundkurs in Quantenmechanik mit didaktischen Hinweisen und konkreten schulischen Umsetzungsmöglichkeiten. Im fachlichen Teil werden die mathematischen Hilfsmittel so sparsam wie möglich eingesetzt, während die Physik in den Vordergrund rückt. Neben den quantenmechanischen Grundlagen werden auch moderne Entwicklungen wie Quantenkryptographie, Quantencomputer und Dekohärenz präsentiert. Im didaktischen Teil werden schulische Herausforderungen diskutiert, eine schulgerechte Sprache vorgestellt und trainiert, sowie konkrete Anregungen zur Unterrichtsgestaltung, zu Unterrichtsmaterialien und Experimenten gegeben. Jedes Kapitel endet mit einer Reihe von Aufgaben zur Vertiefung des Stoffes.

Das Buch gibt eine Einführung in die Quantenmechanik mittels Matrizenrechnung. Heisenbergs Matrizenmechanik ist darin ausführlich beschrieben und die grundlegenden Gleichungen werden mit algebraischen Methoden und Matrizen berechnet. Während in vielen Lehrbüchern die Quantenmechanik mittels Schrödingers Wellenmechanik behandelt wird, findet sich in diesem Werk nur eine kurze Einführung in diese, um ihre Äquivalenz zu Heisenbergs Matrizenmethode zu zeigen.

Wer schon immer die Hieroglyphen auf Sheldons Tafel in der Fernsehserie The Big Bang Theory verstehen oder ganz genau wissen wollte, was es mit dem Schicksal von Schrödingers Katze auf sich hat, findet in diesem essential eine kurze, anschauliche Einführung in die Welt der Quantenmechanik. Speziell fokussiert sich der Text auf die mathematische Beschreibung im Hilbertraum. Hierbei geht der Inhalt über populärwissenschaftliche Darstellungen hinaus, ist allerdings trotzdem durch die anschaulichen Beispiele für Lesende ohne spezielle Vorkenntnisse geeignet.

Dieses Lehrbuch bietet einen einfachen Zugang zur Theoretischen Physik und realisiert einen durchgängigen Anschluss an die in der Schule erworbenen physikalisch-mathematischen Vorkenntnisse. Aus seiner Erfahrung als Diplomlehrer für Physik und Mathematik heraus ebnet der Autor den Weg in die Theoretische Physik.