50 Schlüsselideen Quantenphysik - download pdf or read online

By Joanne Baker, Bernhard Gerl

ISBN-10: 3662450321

ISBN-13: 9783662450321

ISBN-10: 366245033X

ISBN-13: 9783662450338

Eine Entdeckungsreise in die subatomare Welt und ihre erstaunlichen Phänomene

Die subatomare Welt ist ganz anders als die uns vertraute. In ihr scheinen weder Teleportation noch substitute Realitäten unmöglich zu sein, und vieles von dem, was once wir über das Funktionieren des Universums zu wissen glauben, wird auf den Kopf gestellt. Die Quantenmechanik ist die am wenigsten eingängige Theorie, die sich die Menschheit je ausgedacht hat, und doch verändert sie unsere Sicht der Dinge grundlegend, denn je besser wir verstehen, wie sich Materie auf kleinsten Skalen verhält, desto komplexer und faszinierender wird unsere Welt.

50 Schlüsselideen Quantenphysik bringt uns dieses esoterischste aller wissenschaftlichen Forschungsgebiete näher. In 50 klaren und prägnanten Kapiteln erklärt Joanne Baker die wichtigsten Bausteine dieser faszinierenden Theorie und zeigt anschaulich, wie sie aus überraschenden neuen Einsichten in die Natur des Lichts und den Aufbau von Atomen entstanden ist. Sie spannt den Bogen von dem im 19. Jahrhundert vollkommen unverständlichen Strahlungsverhalten eines schwarzen Körpers über die Heisenberg’sche Unschärferelation und die Entdeckung der Antimaterie bis hin zu modernsten Fragen der Stringtheorie, der Quantencomputer und des Quantenbewusstseins. Gleichzeitig veranschaulicht sie die vielen Paradoxa, wie Schrödingers Katze und die geheimnisvollen Verbindungen, die zwischen Quantenteilchen über Lichtjahre hinweg bestehen können, und die auch heute noch vielen Wissenschaftlern zu denken geben.

Diese faszinierenden Erkundung von Raum, Zeit und der letzten Grenzen des Universums zeigt, wie sich die Quantenphysik auf das Leben, wie wir es kennen, auswirkt, und führt damit den Leser zu einem tieferen Verständnis der grundlegenden Natur unserer Welt.

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Beugungsgitter sind eine größere Version von Youngs Doppelspaltexperiment. Weil es statt zwei viele Spalte gibt, sind die Beugungsmuster heller und schärfer. Jeder Streifen ist ein Minispektrum. Physiker können maßgeschneiderte Gitter bauen, um das Spektrum des Lichts mit einer immer feiner werdenden Auflösung zu zerlegen, indem sie die Dichte und die Größe der Spalte variieren. Gitter werden in der Astronomie häufig eingesetzt, um das Licht von Sternen und Galaxien zu analysieren und so herauszufinden, woraus sie bestehen.

Aber Einsteins Vorstellung der Photoneneigenschaften von Licht war noch nicht von allen anerkannt. Die meisten Physiker, auch Bohr und Planck, dachten immer noch, dass die Quantenzahlen aus regelmäßigen Strukturen innerhalb des Atoms herrührten. Nach dem Ersten Weltkrieg wurde immer deutlicher, dass ein neues Verständnis für die Quantisierung der Energie nötig war. Der deutsche Physiker Werner Heisenberg besuchte ab 1924 Bohr regelmäßig für kurze Zeit in Kopenhagen, um mit ihm zusammenzuarbeiten.

Das war sehr ungewöhnlich. nm n=2 nm n=3 10 3 n=4 Elektronenspin Aber wie kann das Elektron überhaupt magnetisch sein? 1925 schlugen Samuel Goudsmit und George Uhlenbeck vor, dass sich das Elektron wie eine sich drehende geladene Kugel verhalten könnte – eine Eigenschaft, die Spin des Elektrons genannt wird. Nach den Regeln des Elektromagnetismus erzeugt eine beschleunigte Ladung ein Magnetfeld. Der Strahl im Stern-Gerlach-Versuch spaltet sich in zwei auf, weil sich das Elektron in zwei Richtungen drehen kann – diese werden mit up und down bezeichnet.

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50 Schlüsselideen Quantenphysik by Joanne Baker, Bernhard Gerl


by Edward
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