(http://www.unileoben.ac.at/~oswald/qpvlws.htm)

2-stündige Vorlesung im WS 2004/2004 von

Josef Oswald,  Inst. f. Physik
 
 

Allgemeine Bemerkung: Diese Vorlesung halte ich im Rahmen meiner Lehrbefugnis aus dem Fach "Halbleiterphysik" nun zum 7. Mal (erstmals im WS97/98). Ein Skriptum, welches ich parallel zur Vorlesung im WS97/98 angefertigt habe, steht zur Verfügung. Ziel dieser Vorlesung ist es, einen Einblick in die im Vergleich zur klassischen Physik sehr unterschiedlichen Denkweise zu geben. Zu diesem Zweck werde ich den geeigneten Formalismus zur quantenmechanischen Behandlung von Problemen in der Vorlesung anhand von einfachen Beispielen entwickeln. Dabei wird, abgesehen von einem durchschnittlichen Grundlagenwissen aus dem ersten Studienabschnitt, auf keine speziellen mathematischen oder physikalischen Voraussetzungen aufgebaut. Ich habe während der vorangegangenen Semester eine Reihe von Computersimulationen gezeigt, die auch diesmal zur Vorführung kommen werden.

Motivation: Im Zusammenhang mit der Quantenphysik denkt man automatisch an die Schrödingergleichung, über deren Lösung man sich eine Beschreibung aller Mikrosysteme erwartet. Allerdings ist in der Praxis die Schrödingergleichung für fast keinen realen Fall wirklich exakt lösbar. Die verschiedenen Fachgebiete, in denen die Quantenphysik eine Rolle spielt (z.B. Festkörperphysik, Halbleiterphysik, Chemie, ...), haben daher für ihren Zweck meist sehr spezielle Näherungsmethoden entwickelt, die eigentlich alle nur den Zweck verfolgen, unter Ausnützung allgemeiner Prinzipien der Quantenphysik die direkte Lösung der Schrödingergleichung zu umgehen. Diesen Methoden sieht man allerdings die ihnen gemeinsamen grundlegenden Prinzipien, auf denen sie beruhen, meist gar nicht mehr an. Diese Vorlesung soll hier Abhilfe schaffen und in einer einheitlichen Form die übergeordneten Prinzipien der Quantenphysik darstellen, in deren Rahmen die Schrödingergleichung, wie man sie üblicherweise kennt, eigentlich "nur" einen Spezialfall darstellt. Die Schrödingergleichung zum Auffinden der sog. Wellenfunktionen soll dabei lediglich als eine der möglichen Methoden zur Behandlung von quantenmechanischen Problemen erkannt und verstanden werden.
In der aktuellen Forschung gibt es glücklicherweise auch Beispiele, die demonstrieren, daß auch die Grundlagen selbst direkt zur Anwendung gebracht werden können. Als eines der Beispiele dafür möchte ich die sog. "Teleportation" behandeln, welche von der Gruppe um Prof. Zeilinger an der Universität Innsbruck (jetzt Wien) durchgeführt wurden und weltweit großes Aufsehen erregt haben. Das Schlagwort "Teleportation" könnte man in etwa mit dem aus der Sciencefiction Literatur bekannten "beamen" umschreiben.

Zielgruppe: Neben den Studenten der Wahlfachguppe "Werkstoffe der Elektronik" ist die Vorlesung ohne Einschränkung auch für all jene geeignet, die sich ein grundsätzliches Interesse an den modernen Naturwissenschaften bewahrt haben.

Vorlesungszeit: Freitag 11:00 - 12:30, Hörsaal für Physik

pdf-Format:  Skriptum