Quantenfeldtheorie

Prof. Dr. Wilfried Kuhn ist am Institut für Didaktik der Physik der Justus-Liebig-Universität Gießen tätig. Seine Hauptarbeitsgebiete umfassen Wissenschaftstheoretische Analysen physikalischer Begriffs- und Theorienbildung, physikhistorische Fallstudien, didaktische Konzepte zur Elementarisierung der Quantenphysik, speziell deren Interpretationsprobleme.

Prof. Dr. Janez Strnad arbeitet am Physik-Department im Stefan-Institut der Universität Ljubljana. Er ist hauptsächlich auf den Arbeitsgebieten der Relativitätstheorie, der didaktischen Untersuchungen zur Umsetzung moderner Forschungsergebnisse in Lehre und Unterricht sowie der Darstellung für eine wissenschaftlich interessierte Öffentlichkeit tätig.

Methodisches Konzept.- 1 Klassische Mechanik.- 1.1 Grundbegriffe.- 1.2 Harmonischer Oszillator.- 2 Quantenmechanik.- 2.1 Grundbegriffe.- 2.2 Schrödinger-Gleichung.- 2.3 Vertauschbarkeit von Operatoren.- 2.4 Harmonischer Oszillator.- 2.5 Hermite-Polynome.- 2.6 Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren.- 2.7 Orthogonalität und Normierung.- 2.8 Entwicklung nach Eigenfunktionen.- 2.9 Erwartungswerte und Unschärfen.- 2.10 Matrizen.- 2.11 Selbstadjungierte Operatoren.- 2.12 Unschärfebeziehung.- 2.13 Kohärente Zustände.- 2.14 Heisenberg-Bild.- 2.15 Teilchenzahldarstellung und Dirac-Schreibweise.- 2.16 Gequetschte Zustände.- 2.17 Phase.- 2.18 Quantenmechanik und klassische Mechanik.- 3 Klassische Elektrodynamik.- 3.1 Grundlagen.- 3.2 Laufende und stehende Wellen.- 3.3 Schwingungen und Wellen.- 3.4 Modendichte.- 3.5 Dipolstrahlung.- 4 Theorie der Photonen.- 4.1 Quantisierung des elektromagnetischen Feldes.- 4.2 Feldquantisierung mit stehenden Wellen.- 4.3 Feldquantisierung mit laufenden Wellen.- 4.4 Was sind eigentlich Photonen?.- 4.5 Kohärente Zustände.- 4.6 Quantentheorie und klassische Elektrodynamik.- 4.7 Vielmodenzustände.- 4.8 Statistische Gemische.- 4.9 Thermisches monochromatisches Licht.- 4.10 Thermisches Vielmoden-Licht.- 4.11 Strahlung des schwarzen Körpers.- 4.12 Strahlungsübergänge.- 4.13 Matrixelemente für Strahlungsübergänge.- 4.14 Spontane und stimulierte Emission und Absorption.- 4.15 Halbklassische Näherung.- 4.16 Einstein-Koeffizienten.- 4.17 Spontane Emission.- 4.18 Gibt es eine Photonen-Wellenfunktion?.- 4.19 Photonen und Elektronen.- 5 Effekte und Experimente.- 5.1 Laser.- 5.2 Intensitätsmessung.- 5.3 Interferenz.- 5.4 Photoionisation.- 5.5 Casimir-Kraft.- 5.6 Lamb-Verschiebung.- 5.7 Photonenkorrelationen erster Ordnung.- 5.8Photonenkorrelationen zweiter Ordnung.- 5.9 Hohlraum-Quantenelektrodynamik und Mikromaser.- 5.10 Experiment mit einzelnen Photonen.- 5.11 Photonenzählung.- 5.12 Nichtklassisches Licht.- 5.13 Compton-Effekt.- 5.14 Photoeffekt.- Schlußwort.- Literatur.- Sachwortverzeichnis.