Einführung in die Quantenmechanik

1. Front Matter

   Pages I-IX

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2. Welle-Teilchen-Dualismus

   • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

   Pages 1-15

3. Schulische Herausforderungen

   • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

   Pages 17-24

4. Eine kurze Einführung in Wellen

   • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

   Pages 25-45

5. Materiewellen

   • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

   Pages 47-67

6. Die Schrödingergleichung

   • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

   Pages 69-88

7. Über die Quantenmechanik sprechen

   • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

   Pages 89-104

8. Potentialstufen

   • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

   Pages 105-126

9. Harmonischer Oszillator

   • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

   Pages 127-143

10. Wasserstoffatom

    • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

    Pages 145-169

11. Quantenmechanik unterrichten

    • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

    Pages 171-192

12. Formalismus der Quantenmechanik

    • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

    Pages 193-212

13. Verschränkte Zustände

    • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

    Pages 213-235

14. Dekohärenz

    • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

    Pages 237-256

15. Lösungen zu den Aufgaben

    • Ulrich Hohenester, Klaus Irgang

    Pages 257-263

16. Back Matter

    Pages 265-270

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In der Quantenmechanik spricht man über das Unaussprechliche. Wie aber gelingt das in der Schule? Und wieviel müssen Lehrende selbst wissen, um richtig über die Quantenmechanik sprechen zu können? Dieses Lehrbuch ist speziell für Studierende des Lehramts Physik konzipiert und kombiniert einen Hochschulgrundkurs in Quantenmechanik mit didaktischen Hinweisen und konkreten schulischen Umsetzungsmöglichkeiten. Im fachlichen Teil werden die mathematischen Hilfsmittel so sparsam wie möglich eingesetzt, während die Physik in den Vordergrund rückt. Neben den quantenmechanischen Grundlagen werden auch moderne Entwicklungen wie Quantenkryptographie, Quantencomputer und Dekohärenz präsentiert. Im didaktischen Teil werden schulische Herausforderungen diskutiert, eine schulgerechte Sprache vorgestellt und trainiert, sowie konkrete Anregungen zur Unterrichtsgestaltung, zu Unterrichtsmaterialien und Experimenten gegeben. Jedes Kapitel endet mit einer Reihe von Aufgaben zur Vertiefung des Stoffes.

• Quantenmechanik
• Lehramt
• Qubit
• Quantenkryptographie
• Physikdidaktik
• Quantenphysik

• Institut für Physik, University of Graz, Graz, Österreich

  Ulrich Hohenester

• B(R)G Leibnitz, Steiermark, Österreich

  Klaus Irgang

Ulrich Hohenester ist Professor für Theoretische Physik an der Karl-Franzens-Universität Graz. Über sein Hauptforschungsgebiet, die Nano- und Quantenoptik, hat er ein Lehrbuch verfasst und ist darüber hinaus Autor oder Mitautor von 170 wissenschaftlichen Publikationen. Seit vielen Jahren unterrichtet er einen Kurs zur Quantenmechanik für Studierende des Lehramts Physik, die Unterlagen zu dieser Vorlesung bildeten die Grundlage für das vorliegende Buch.

Klaus Irgang unterrichtet an einem Gymnasium südlich von Graz. An der Karl-Franzens-Universität Graz wirkte er an der Neugestaltung des Lehramts-Curriculums mit und arbeitete die neue „Fachdidaktik Aufbau der Materie“ aus, welche seitdem die Fachlehrveranstaltungen rund um Quantenmechanik, Atom-, Kern- und Teilchenphysik sinnvoll ergänzt. Über die Physikolympiade, das Betreuen von Praktikant:innen und verschiedenste andere Aktivitäten ist er stets um einen engen Austausch zwischen Schule und Universität bemüht.