AG-Bericht 2026 Quantenmechanik

In der zweiten Woche fand die AG Quantenmechanik, kurz QM, bei Ayan statt. Hierbei stiegen wir mit Experimenten aus der Vergangenheit ein, welche die klassische Physik nicht erklären konnte und somit die Physik damals auf den Kopf stellte. Ein Beispiel hierfür ist der Stern-Gerlach-Versuch, bei dem Silberatome durch eine Lochblende ein inhomogenes Magnetfeld passieren, um dann auf einen Schirm zu treffen. Entgegen der Erwartungen gab es aber nur zwei Punkte am Schirm, an denen die Silberatome auftrafen. Um diese Versuche zu erklären, blickten wir in die Geburtsstunden der Quantenmechanik, angefangen mit dem Jahr 1900, wo durch Planck erstmals die Energie quantisiert wurde. Passend dazu schauten wir uns das Bohrsche Atommodell mit seinen Postulaten an. Damit wir diese auch mal praktisch anwenden können, leiteten wir die Energieniveaus eines Wasserstoffatoms her. Die unterschiedlichen Energiezustände haben wir daraufhin in der Spektralserie des H-Atoms betrachtet. Die teils verschwommenen Spektrallinien ließen sich aber nicht erklären, weshalb wir das Bohr-Sommerfeldsche-Atommodell heranzogen, welches von den Keplerschen Gesetzen Gebrauch nimmt. Da wir aber immer noch nicht genug von Bohr bekommen konnten, lernten wir noch die Bohr-Sommerfeld-Quantisierung kennen.Da es nun mal Ayan war (sie liebt lineare Algebra!), bekamen wir einen Crash-Kurs über lineare Algebra. Mit diesem neuen (Halb-)Wissen, stürzten wir uns auf die neue Quantenmechanik. Insbesondere die Heisenbergsche Matrixmechanik, mit der wir nun anhand von Wahrscheinlichkeiten den Stern-Gerlach-Versuch erklären konnten. Leider ging die AG viel(!) zu schnell vorbei und wir fanden einen informativen Abschluss mit der Schrödinger-Gleichung.Alles in allem würden wir diese AG sehr empfehlen, da wir eine sehr schöne und lustige Zeit hatten, bei der wir auch mal physikalisches Grundsätze über Bord schmeißen durften!