Theoretische Physik für Studier­ende des Lehramts 1 – Quanten­mechanik

Wer in diesem Buch liest, wird so schnell nicht wieder damit aufhören! Der Autor, Peter Schmüser, Seniorprofessor der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung an der Universität Hamburg, nimmt seine Leser mit außergewöhnlichem Einfühlungsvermögen und Sorgfalt an die Hand. Der Verfasser wendet sich ausdrücklich an Studierende für das Lehramt im Fach Physik. Und er vermag ihre Begeisterung zu wecken, beachtet ihre im Vergleich zu den Fachphysikern knappen Zeitressourcen und zeigt, wie Lernen zum spannenden Erlebnis wird. Bei der Stoffauswahl wägt er klug ab, um eine Überfrachtung zu vermeiden. Das Lehrbuch schlägt eine Brücke von den wichtigsten „klassischen“ Ergebnissen der Quantenphysik zu ihrer heutigen Allgegenwart in Physik und Anwendungen. So lernt man natürlich, warum es Linienspektren gibt und wie man sie berechnen kann, welche Rolle die Wellenfunktion spielt und warum es keine Bahnen von Quantenteilchen gibt (das Bohrsche Atommodell deshalb zwar ein wichtiger historischer Zwischenschritt war, aber ansonsten schlicht falsch ist). Man erfährt, was es mit dem Spin Merkwürdiges auf sich hat, wie getunnelt wird (was sich mit einem einfachen Schul­experiment demonstrieren lässt). Man lernt aber auch sehr viel über die heutige große Bedeutung der Quantenphysik für die Technik.

Selbstverständlich finden auch Verschränkung, Nichtlokalität, EPR, Bell-Ungleichung sowie der Messprozess ihren Platz. Hier schlägt das Herz des Autors besonders engagiert, lassen sich doch frühere Gedankenexperimente heute nachmessen!

Natürlich ist das ansprechende Büchlein zunächst ein Lehrbuch zur Vorlesung, das in den Hauptkapiteln den Examensstoff behandelt. Es regt aber mit Zusätzen auch zum Selbst­studium an. Schließlich wird es später, im Beruf, zur Weiterbildung und zum Nachlernen dienlich sein. Noch etwas ist dem Autor ausgezeichnet gelungen: Einerseits ist die Stoffmenge adäquat; aber das Viele, was „man“ – so auch der Autor – stets gerne noch darstellen möchte, wie kompliziertere Herleitungen und mathematische Ergänzungen, findet sich in Vertiefungs- und Ergänzungskapiteln.

Natürlich ist auch Verzicht unvermeidlich. Den Hilbert-Raum weitgehend zu vermeiden ging wohl noch an, aber etwa auf die Streutheorie zu verzichten, wird schwer gefallen sein. Welch großer Erfahrung und Reife bedarf es, einer guten Lehramtsausbildung wegen dazu zu stehen.

Jedes Kapitel fasst am Ende kurz zusammen, was der Leser behalten sollte (und wird!). Der Verfasser ist ein begnadeter akademischer Lehrer – verständlich und präzise im Ausdruck, mit lebendiger Sprache –, der unnötige Abstraktionen meidet, nötige aber nicht scheut.

Print-Version wie E-Book sind verständlich und zumeist farbig bebildert. Sie sollten schnell den Weg auf die Schreibtische der Studierenden und in die Bibliotheken finden. Die Lektüre lohnt sich!

Prof. Dr. Siegfried Großmann, Fach­bereich Physik, Universität Marburg