Atomphysik

Der Inhalt dieses Buches entspricht in seinem Umfang ungefähr einer einsemestrigen Einftihrungsvorlesung in die Atomphysik. Vorausgesetzt werden einige Kenntnisse aus der Mechanik und Elektrodynamik sowie Grundkenntnisse in Vektor- und Differential rechnung. Vertrautheit mit der Quantenmechanik wird nicht unbedingt vorausgesetzt. Natürlich ist sie nützlich, und der Leser wird dann einiges überschlagen können. Aber der vor liegende Text ist vor allem auch flir Studenten gedacht, die etwa gleichzeitig mit dem Studium der Atomphysik und der Quantenmechanik beginnen, oder die sich auf die Quantenmechanik erst vorbereiten wollen. Schließlich hat sich die Quantenmechanik historisch an der Atomphysik entwickelt und ist auch in der Darstellung nicht gut von ihr zu trennen. Daher werden in dem vorliegenden Text, ausgehend von den experimen tellen Grundlagen, zunächst die einfachsten quantenmechanisehen Begriffe erläutert. Es wird dann im weiteren hauptsächlich von der Schrödingergleichung und von einfachen Symmetrie-Betrachtungen Gebrauch gemacht. Diese Darlegungen können und sollen ein reguläres Studium der Quantenmechanik natürlich nicht ersetzen. Sie sollen aber eine gewisse Ergänzung dadurch bieten, daß die Perspektiven anders liegen als bei einer theo retischen Einführung in die Quantenmechanik. Diese Wiederholung beim Lernen schadet nicht, im Gegenteil: alle Erfahrung zeigt, daß kaum jemand in der Lage ist, Quanten mechanik auf Anhieb zu lernen und damit umzugehen. Das Verständnis der Quanten mechanik entsteht vielmehr normalerweise durch längere Gewöhnung und durch ein vielfaches Durchdenken der Probleme aus verschiedenen Blickrichtungen.

1 Die Grundlagen.- 2 Teilchen und Wellen.- 3 Einfache Zustände des Wasserstoffatoms.- 4 Magnetfeld und Spin des Elektrons.- 5 Vollständige Beschreibung des Wasserstoffspektrums.- 6 Die Emission von Lichtquanten.- 7 Identische Teilchen.- 8 Atome mit mehreren Elektronen.- 9 Die Wechselwirkung der Elektronenhülle mit mangnetischen und elektrischen Feldern.- 10 Kohärente und inkohärente Strahlungsquellen.- 11 Ungewöhnliche Atome.- 12 Gebundene Atome.- Anhang A 1. Komplexe Zahlen; Beschreibung der ebenen Welle.- Anhang A 2. Vergleich verschiedener Darstellungsformen der quantenmechanischen Größen.- Spektraltafel.