Einleitung

Die Physik kennt im Allgemeinen keine Grenzen, sie beschäftigt sich sowohl mit ungeheuer großen (z. B. Galaxien) als auch mit winzig kleinen Objekten (z. B. Atomen, aber auch noch kleineren Teilchen). Dieses Buch handelt von den sehr kleinen Teilchen – das ist das Reich der Quantenphysik. Wenn man irgendwelche Größen quantisieren kann, ist eine weitere Unterteilung in kleinere Einheiten nicht möglich, dann handelt es sich um unteilbare (diskrete) Einheiten.

Die klassische Physik kann sehr erfolgreich Vorgänge erklären wie das Erwärmen von Kaffee-tassen, das Herunterrutschen verschiedener Körper auf schiefen Ebenen, Zusammenstöße von Autos und Tausende anderer ähnlicher Phänomene. Aber bei sehr kleinen Objekten treten Probleme auf. Die Quantenphysik beschäftigt sich mit dieser Mikrowelt kleiner Objekte, wie etwa mit einzelnen Elektronen und ihren Bewegungen. Es stellt sich heraus, dass Elektronen sowohl Teilchen- als auch Welleneigenschaften besitzen, was Physiker früher sehr verunsichert hat. Man benötigt die Quantenphysik, um diese Erscheinungen zu verstehen.

Die Quantenphysik hat zudem das Unschärfeprinzip eingeführt, das besagt, dass man nicht gleichzeitig den Ort und den Impuls eines Teilchens genau bestimmen kann. Sie ist zugleich in der Lage, die Energieniveaus von Elektronen, die an ein Atom gebunden sind, zu berechnen. Quantenphysik ist notwendig, wenn man die Realität im Bereich sehr kleiner Objekte verstehen will. Von diesen Themen handelt dieses Buch.