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Wie lauten die 4 Postulate der Quantenmechanik?

Hier lernst Du die vier Postulate der Quantenmechanik kennen, auf denen die gesamte Quantenphysik aufbaut.
Antwort #1
  1. Eine normierte Wellenfunktion \( \Psi(\boldsymbol{r},t) \) beschreibt vollständig einen quantenmechanischen Zustand eines Systems.
  2. Die zeitliche Entwicklung (Dynamik) eines quantenmechanischen Zustands \( \Psi(\boldsymbol{r},t) \) wird durch die Schrödinger-Gleichung (bzw. Dirac-Gleichung im relativistischen Fall) beschrieben:\[ i\hbar \, \frac{\partial}{\partial t} \Psi(\boldsymbol{r},t) ~=~ \textbf H \, \Psi(\boldsymbol{r},t) \]mit \( \textbf H \) als Energie-Operator.
  3. Messungen in der Quantenmechanik werden durch hermitesche Operatoren \( \textbf M \) beschrieben. Der Erwartungswert (also der Mittelwert vieler Einzelmessungen einer Messgröße \( M \), welche am System \( \Psi \) gemessen wurden) ist gegeben durch:\[ \langle \textbf M\rangle ~:=~ \langle \Psi | \,\textbf M\, | \Psi \rangle ~=~ \int \Psi^*\,\textbf M \, \Psi \, \text{d}^3r \]Mögliche Messergebnisse \( m_n \), die zur Messgröße \( M \) (z.B. Impuls, Ort, Energie etc.) gehören, sind die Eigenwerte von \( \textbf M \) (z.B. Impuls-, Ort-, Energie-Operator etc.) mit den zugehörigen Quantenzahlen \( n \) (z.B. \(n\)-tes Energieniveau) und Eigenfunktionen \( \Psi_n \):\[ \textbf M \, \Psi_n ~=~ m_n \, \Psi_n \]
  4. Die Wahrscheinlichkeit \( P(m_n) \) den Messwert \( m_n \) (z.B. Impulswert) zu messen, ist gegeben durch:\[ P(m_n) ~=~ |\langle\Psi_n|\Psi\rangle|^2 ~=~ \int \Psi_{n}^* \, \Psi \, \text{d}^3 r \]Dabei ist \( \langle \Psi_n | \Psi \rangle \) ein Skalarprodukt, welches Dir sagt, wie viel vom Zustand \( \Psi_n \) im Gesamtzustand \( \Psi \) (welcher natürlich normiert sein soll) enthalten ist.

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