Povh / Rosina Streuung und Strukturen

Ein Streifzug durch die Quantenphänomene
2002
ISBN: 978-3-642-55962-4
Verlag: Springer
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark

E-Book, Deutsch, 225 Seiten, eBook

Quantenphysik mag kompliziert erscheinen, wenn man durch Details den Blick auf größere Zusammenhänge verliert. Sie wird einfach, wenn man durch Anwendung weniger grundlegender Konzepte ein Prinzip offenlegt und Größenordnungen abschätzt. Die Eigenschaften von Quantensystemen (Elementarteilchen, Nukleonen, Atome, Moleküle, Quantengase, Quantenflüssigkeiten und Sterne) werden mit Hilfe elementarer Konzepte und Analogien zwischen diesen Systemen dargestellt. Die Wahl der Themen entspricht dem Themenkatalog für die mündliche Diplomprüfung. Das Buch ist vor allem als Vorbereitung auf die mündliche Diplomprüfung gedacht. Einige der Kapitel sind jedoch weit über den Rahmen des Prüfungsniveaus ausgebaut worden, so daß das Buch auch für fertige Physiker von Interesse sein sollte.

Zielgruppe

Graduate

Autoren/Hrsg.

Povh, Bogdan

Rosina, Mitja

Inhaltsverzeichnis

1 Photonstreuung.- 1.1 Compton-Effekt.- 1.2 Thomson-Streuung.- 1.2.1 Klassische Herleitung.- 1.2.2 QuantenmechanischeHerleitung.- 1.2.3 Quantenmechanische Deutung von re.- 1.3 Formfaktor.- 1.3.1 GeometrischeDeutung desFormfaktors.- 1.3.2 DynamischeDeutung desFormfaktors.- 1.4 Rückstoßfreie Streuung am Kristall.- 1.5 Photonstreuung am freien Elektron.- Weiterführende Literatur.- 2 Leptonstreuung.- 2.1 Elektron-Quark-Streuung.- 2.1.1 Mott-Streuung.- 2.1.2 Berücksichtigung des Quarkspins.- 2.2 Elektron-Nukleon-Streuung.- 2.2.1 Nukleonradius.- 2.2.2 Nukleonformfaktor.- 2.3 Neutrino-Elektron-Streuung.- 2.4 Neutrino-Quark-Streuung.- 2.4.1 Schwaches Potential.- Weiterführende Literatur.- 3 Quasielastische Lepton-Quark-Streuung.- 3.1 Virtuelle Weizsäcker-Williams-Photonen.- 3.2 Virtuelle Bjorken-Feynman-Partonen.- 3.2.1 Elektronstreuung an Quarks.- 3.2.2 Neutrinostreuung an Quarks.- 3.2.3 Gluonbremsstrahlung.- 3.3 Kopplungskonstanten.- 3.3.1 Elektromagnetische Kopplungskonstante ?.- 3.3.2 Starke Kopplungskonstante ?s.- 3.3.3 Schwache Kopplungskonstante ?W.- Weiterführende Literatur.- 4 Wasserstoffatom.- 4.1 Niveauschema.- 4.1.1 Semiklassisch.- 4.1.2 Dirac-Niveauschema.- 4.1.3 Zitterbewegung.- 4.1.4 Spin-Bahn-Aufspaltung.- 4.2 Lamb-Verschiebung.- 4.2.1 Nullpunktschwingung.- 4.3 Hyperfeinstruktur.- 4.4 Wasserstoffähnliche Atome.- 4.4.1 Myonische Atome.- Weiterführende Literatur.- 5 Atome mit mehreren Elektronen.- 5.1 Bindungsenergien.- 5.1.1 Heliumatom.- 5.1.2 Korrelationen.- 5.1.3 Die2s,2p-Schale.- 5.2 Atomradien.- 5.2.1 Wasserstoff und Helium.- 5.2.2 Thomas-Fermi-Modell.- 5.2.3 Alternative Definitionen.- 5.3 Paramagnetische Atome.- 5.4 Ferro- und Antiferromagnetismus.- Weiterführende Literatur.- 6 Hadronen.- 6.1 Quarkonia.- 6.2 Hadronen aus leichtenQuarks.- 6.2.1 Nicht-relativistisches Quarkmodell.- 6.3 Chirale Symmetriebrechung.- 6.3.1 Konstituentenquark.- 6.3.2 Pion.- 6.3.3 Verallgemeinerung auf m0 ? 0 und zweiQuarkflavours.- 6.3.4 DasPionals kollektiver Zustand.- Weiterführende Literatur.- 7.1 Kovalente Bindung.- 7.1.1 Das Wasserstoffmolekül — ein Fall gebrochener Symmetrie.- 7.1.2 Analogie.- 7.1.3 Kovalente Bindung in der (2s,2p)-Schale.- 7.1.4 Energiequelle Sauerstoff.- 7.2 Ionische Bindung.- Weiterführende Literatur.- 8 Intermolekulare Kräfte.- 8.1 Van-der-Waals-Wechselwirkung.- 8.1.1 Van-der-Waals-Wechselwirkung zwischen einem Atom und einer leitenden Wand.- 8.1.2 Van-der-Waals-Wechselwirkung zwischen zweiAtomen.- 8.1.3 Van-der-Waals-Wechselwirkung und Casimir-Effekt.- 8.1.4 Wand-Wand-Wechselwirkung.- 8.2 Wasserstoffbrückenbindung.- 8.2.1 Wasser.- 8.2.2 Wassermolekül.- 8.2.3 Modell der Wasserstoffbrückenbindung.- 8.2.4 Eis.- 8.2.5 SpezifischeWärme.- 8.2.6 ?-Helix und ?-Faltblatt.- 8.2.7 Primärstruktur.- 8.2.8 Sekundärstruktur.- 8.2.9 ?-Helix.- 8.2.10 ?-Faltblatt.- 8.2.11 Tertiärstruktur und höhere Ebenen.- Weiterführende Literatur.- 9 Streuung kalter Neutronen.- 9.1 Dispersionsrelationen fürKristalle.- 9.1.1 Natriumkristall.- 9.1.2 Kaliumbromidkristall.- 9.2 Lokalisierte Schwingungsmode.- 9.3 Dispersionsrelationen amorpher Substanzen.- 9.4 SpezifischeWärme.- 9.4.1 Kristalline Substanzen.- 9.4.2 AmorpheSubstanzen.- Weiterführende Literatur.- 10 Kernkraft und Deuteron.- 10.1 Kernkraft.- 10.1.1 Abstoßung bei kleinen Abständen.- 10.1.2 Anziehung.- 10.2 Deuteron.- 10.3 3H, 3He, 4He.- Weiterführende Literatur.- 11.1 Fermi-Gas.- 11.1.1 Fermi-Energie, Fermi-Impuls, Fermi-Temperatur.- 11.1.2 Übergang zumentarteten Fermi-Gas.- 11.2 Bose-Gas.- 11.2.1 Bose-Einstein-Kondensation.- Weiterführende Literatur.- 12.1 Normalfluides 3H.- 12.2 Suprafluides 4H.- 12.3 Suprafluides 3H.- Weiterführende Literatur.- 13.1 Metallische Bindung.- 13.1.1 Der metallische Wasserstoff.- 13.1.2 NormaleMetalle.- 13.2 Elektrische Leitfähigkeit.- 13.3 Cooper-Paare.- 13.4 Wärmeleitfähigkeit.- Weiterführende Literatur.- 14.1 GlobaleEigenschaften -Fermi-Gas-Modell.- 14.2 Individuelle Eigenschaften -Schalenmodell.- 14.3 Kollektive Anregungen.- 14.3.1 Vibrationszustände.- 14.3.2 Modell.- 14.3.3 Deformation undRotationszustände.- 14.3.4 Deformation vs. Cooper-Paare.- Weiterführende Literatur.- 15 Sterne, Planeten, Asteroiden.- 15.1 Sonne und sonnenähnliche Sterne.- 15.1.1 Zustandsgleichung.- 15.1.2 Virialsatz.- 15.1.3 Größe undTemperatur.- 15.1.4 Protonenenergie.- 15.1.5 Elektronenenergie.- 15.1.6 WeißeZwerge.- 15.1.7 BrauneZwerge.- 15.1.8 Reaktionsrate.- 15.2 Massivere Sterne als die Sonne.- 15.2.1 Neutronensterne.- 15.2.2 SchwarzeLöcher.- 15.2.3 Elementhäufigkeit.- 15.3 Planeten undAsteroiden.- Weiterführende Literatur.- 16.1 Teilchenfamilien.- 16.2 Schwache Quarkzerfälle.- 16.3 Z0 und Photon.- 16.4 Higgs exMachina.- 16.5 Protonzerfall.- 16.6 Teilchen ohne Eigenschaften.- Weiterführende Literatur.- Naturkonstanten.