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WellenfunktionZoomA-Z

In der Quantenmechanik beschreibt eine Wellenfunktion |Ψ eindeutig den Zustand eines Teilchens. Sie ist Lösung der zeitabhängigen, oder zeitunabhängigen Schrödinger-Gleichung.

Der (zumeist komplexen) Wellenfunktion selbst kommt keine physikalische Bedeutung zu. Entsprechend der Kopenhagener Deutung wird aber das Betragsquadrat ||Ψ|2 als Wahrscheinlichkeitsdichte des Zustandes interpretiert. Dementsprechend gilt für eine Wellenfunktion die Normierungsbedingung Ψ|Ψ=1.

Ist die Wellenfunktion eines Zustandes bekannt, können die Erwartungswerte A einer physikalischen Observablen A über die Beziehung

A=Ψ|A^|Ψ

ermittelt werden, wobei A^ der zu A zugehörige Operator ist.

Die Berechnung der Wellenfunktion eines Systems ist daher eine der Grundaufgaben der Quantenmechanik.

Siehe auch: Welle-Teilchen-Dualismus

Lerneinheiten, in denen der Begriff behandelt wird

Grundgleichungen der QuantenmechanikLevel 120 min.

ChemieAnalytische ChemieAtomabsorptionsspektrometrie

Zusammenstellung der quantenmechanischen Grundgleichungen

Chemische Bindung: HybridisierungLevel 130 min.

ChemieOrganische ChemieChemische Bindung

In dieser Lerneinheit wird das Konzept der Hybridisierung von Atomorbitalen vorgestellt. Anhand von Beispielen werden die verschiedenen Hybridisierungsarten (sp3, sp2 und sp) erläutert und der Einfluss der räumlichen Anordnung der Hybridorbitale auf die Molekülstruktur erklärt.

Grundlagen der WellenlehreLevel 145 min.

PhysikMechanikWellenlehre

In diesem Lernmodul werden die Grundlagen der Wellenausbreitung vorgestellt.

Quantenmechanik: PrinzipienLevel 290 min.

ChemieTheoretische ChemieQuantenmechanik

Es werden der Formalismus und wichtige Begriffe der Quantenmechanik eingeführt, insbesondere werden hier die Begriffe Wellenfunktion, Normierung, Wahrscheinlichkeitsinterpretation besprochen, das Skalarprodukt, die Bra-Ket-Schreibweise, das Pauli-Prinzip sowie die zeitabhängige und zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung definiert und auf die Korrespondenz zwischen klassischer Mechanik und Quantenmechanik eingegangen.

Elektron als MateriewelleLevel 20 min.

ChemiePhysikalische ChemieQuantenmechanik

Eine atomare Punktmasse zeigt, neben den für Teilchen typischen Eigenschaften, unter geeigneten Versuchsbedingungen auch ein Verhalten, dass sich nur mit Wellen deuten lässt. Am Beispiel des Elektrons wird das experimentell und theoretisch verdeutlicht. Die Beugung und Interferenz einzelner Elektronen führt zu den Begriffen Wellenfunktion und Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von Materiewellen. Als eine der Konsequenzen wird die Heisenberg'sche Unschärferelation behandelt.

WellenfunktionLevel 220 min.

ChemieAllgemeine ChemieAtombau

Diese Lerneinheit beschreibt die Schrödinger-Gleichung, den Welle-Teilchen-Dualismus nach de Broglie und das Atommodell von Bohr.