Die physikalischen Grundlagen der Quantenmechanik

Zusammenfassung

Zwei der nützlichsten Begriffe zum Verständnis physikalischer Erscheinungen in der klassischen Physik sind Teilchen und Welle. Ein Teilchen stellt man sich als einen bewegten Punkt vor. Eine Welle denkt man sich analog einer Wasserwelle oder den Wellen einer schwingenden Saite. Beide Begriffe sind auch in der Quantenmechanik nützlich, doch keiner von beiden reicht zur Beschreibung der Elementarteilchen aus. Daher kommt es sehr darauf an, daß man ihren Nutzen und die Begrenzung ihrer. Anwendung richtig einschätzt. Der Leser sei daran erinnert, daß man im 19. Jahrhundert auf Grund der Maxwellschen Theorie zu der Vorstellung neigte, daß das Licht und verschiedene andere Formen der Strahlung aus elektromagnetischen Wellen bestehen. Diese Vorstellung war jedoch nur sehr schwer mit Plancks und Einsteins Entdeckung in Einklang zu bringen, wonach eine elektromagnetische Strahlung der Frequenz ω und der Wellenlänge 2πλ aus unzerteilbaren „Photoneu“ der Energi E = ħω und des Impulses p = ħ/λ besteht. Noch überraschender war die durch Streuexperimente belegte Hypothese de Broglies, daß die Elektronen, bis dahin als typische Teilchen betrachtet, Eigenschaften einer Welle besitzen, d. h. eine Frequenz co und eine Wellenlänge 2πλ, die mit der relativistischen Gesamtenergie E und dem Impuls p durch die gleichen Formeln verknüpft sind, die auch für die elektromagnetische Strahlung gelten.