Quantenmechanik Für Naturwissenschaftler: Ein Lehr- Und Übungsbuch Mit Zahlreichen Aufgaben Und Lösungen

ISBN-13: 9783662626092 / Niemiecki / Miękka / 2023

Martin O. Steinhauser

O autorze

Martin O. Steinhauser studierte Mathematik und Physik an den Universitäten Heidelberg, Ulm und an der University of Massachusetts at Amherst (UMASS) in den USA. Nach der Promotion im Bereich Computersimulation und Theorie von Polymeren am Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz im Jahr 2001 folgten Tätigkeiten in führenden Positionen in der Software-Industrie (SAP AG), der Tumor- und von Wirkstoffforschung in Heidelberg (Lion Bioscience AG) und in der angewandten Forschung in der Fraunhofer-Gesellschaft in Freiburg im Breisgau. Seine Forschungsgebiete sind die Multiskalen-Modellierung und Computer-Simulation von Biopolymeren und Tumorzellen, die Statistik von polymeren Netzwerken, die Simulation des Impakts von Weltraummüll mit Satellitenstrukturen sowie die Entwicklung paralleler Algorithmen für das wissenschaftliche Rechnen. Er ist seit 2011 Dozent, zunächst an der Universität Freiburg, seit 2013 an der Universität Basel, wo er sich 2018 als Privatdozent für Physikalische Chemie habilitierte. Seit 2020 ist er Professor für Angewandte Physik und Informatik an der Frankfurt University of Applied Sciences in Frankfurt am Main.

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In diesem Lehrbuch erhalten Studierende der Naturwissenschaften einen Einstieg in die Theorie und Methoden der Quantenmechanik. Besonderer Wert wird dabei auf eine didaktische Aufbereitung des Inhalts gelegt, wobei unter anderem sehr viele vollständig gerechnete Beispiele innerhalb der Kapitel sowie zusätzliche mathematische Ergänzungen als Erklärung beitragen. Insgesamt über 100 Übungsaufgaben zu den einzelnen Kapiteln (überwiegend mit ausführlichen Lösungen) sowie mehr als 300 typische Prüfungsfragen unterstützen den Leser bei der Festigung des Gelernten.

Abgedeckt wird der Lehrstoff zur nicht-relativistischen Quantenmechanik, der als Standard an Universitäten und Hochschulen in einführenden Veranstaltungen behandelt wird. Dieses Buch dient damit Studierenden der Chemie, Physik, Nanowissenschaften, Ingenieurwissenschaften, Geowissenschaften, Mathematik, Biologie und vielen mehr als wertvoller Begleiter zum Selbststudium, in der Prüfungsvorbereitung oder auch parallel zum Verständnis der Vorlesung.

Im Rahmen dieser überarbeiteten und aktualisierten 2. Auflage werden zusätzlich Lernvideos zur Verfügung gestellt, die besonders interessante Aspekte, Herleitungen oder Gleichungen im Buch erklären.

Der Inhalt

• Einführung in die Quantenmechanik
• Materiewellen und die Schrödinger-Gleichung
• Die Mathematik und die formalen Prinzipien der Quantenmechanik
• Der lineare harmonische Oszillator
• Quantenmechanische Beschreibung der Bewegung im Zentralfeld
• Verhalten von Elektronen im Magnetfeld
  
• Relativistische Quantenmechanik
• Näherungsmethoden in der Quantenmechanik
• Die Interpretationen und konzeptionellen Probleme der Quantenmechanik

Der Autor

Martin O. Steinhauser ist seit 2011 Dozent, zunächst an der Universität Freiburg, seit 2013 an der Universität Basel, wo er sich 2018 als Privatdozent für Physikalische Chemie habilitierte. Seit 2020 ist er Professor für Angewandte Physik und Informatik an der Frankfurt University of Applied Sciences in Frankfurt am Main. Seine Forschungsgebiete sind u.a. die Multiskalen-Modellierung und Computer-Simulation von Biopolymeren und Tumorzellen sowie die Entwicklung paralleler Algorithmen für das wissenschaftliche Rechnen.