Quantenfeldtheorie
Photonen und ihre Deutung
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Eine wichtige Fortführung der Quantentheorie und Grundlage für Elementarteilchenphysik und Lasertheorie ist die Quantenfeldtheorie, die von Richard Feynman und anderen Physikern in der Mitte unseres Jahrhunderts entwickelt wurde. Das Gebiet ist heute Standardstoff im Hauptstudium eines jeden Physik-Studenten. Dieses Buch bietet eine leicht lesbare Einführung in dieses interessante, aber begrifflich nicht leichte Gebiet der modernen Physik. Dabei spielt der harmonische Oszillator die Rolle eines methodischen "Leitfossils". Großer Wert wird dabei auf die Erklärung von Experimenten gelegt, da die Theorie üblicherweise als akademisch angesehen wird und die Effekte zahlenmäßig klein sind.
Es gibt eine Reihe von sehr guten Büchern zur Quantentheorie des elektromagneti schen Feldes. Diesen ein weiteres hinzuzufügen, bedarf daher einer Begründung. Darstellungen auf hohem mathematischem Niveau sind für den Spezialisten kon zipiert. Einer der Begründer der Quantenelektrodynamik Richard Feynman hat aber auch in seinem Buch QED -Die seltsame Theorie des Lichtes und der Materie den sehr bemerkenswerten Versuch unternommen, einem breiten Publikum von interes sierten Nichtspezialisten die Grundgedanken der QED ganz ohne mathematischen Formalismus näher zu bringen. Unsere Darstellung ist in der Mitte dieses breiten Literaturspektrums plaziert. Es handelt sich um eine didaktisch reflektierte auf die wesentlichen Grundgedanken der Theorie gerichtete Darstellung, die sich sehr wohl des mathematischen Formalismus bedient. Das Buch wendet sich an Studenten, die bereits die theoretischen Grundkurse in Mechanik, Elektrodynamik und Quantenmechanik absolviert haben, insbesondere an Lehramtskandidaten. Aufgrund langjähriger Erfahrungen in Lehrerfortbildung kennen wir die Defizite dieser Physikergruppe, die im Rahmen ihrer Studienordnung und auch nicht zuletzt wegen des hohen Anspruchniveaus mit der Quantentheorie des elektromagnetischen Feldes ernsthaft nicht in Berührung gekommen ist. Die Folgen dieser bedauerlichen Situation sind nicht unbekannt. So wird immer noch die falsche Behauptung vertreten, zur theoretischen Deutung des Photoeffektes sei ein teilchenhaftes Photon notwendig. Wenn Lehrer gelegentlich in Fortbildungskur sen erfahren, das Photon sei als Anregungszustand des elektromagnetischen Feldes zu deuten, dann sagt ihnen dies nur dann etwas, wenn sie die Grundgedanken der Quantentheorie auch in einem elementaren mathematischen Kontext kennen, dersie mit diesem Hintergrundwissen davor bewahrt, in der Schule Falsches zu lehren.
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