Zur Community

Physik Quantenmechanik – Operator und Observable

15 KartenNaturwissenschaftenatrio10.10.2026Nur mit Link

Karteikarten zum Thema „Naturwissenschaften“ · 15 Karten · von atrio. Beispiele: Was ist ein Observable in der Quantenmechanik? · Warum müssen Observables du…

Karten

15 Karten
STANDARD

Was ist ein Observable in der Quantenmechanik?

Rückseite

Ein Observable ist eine physikalisch messbare Größe, die mathematisch durch einen hermiteschen Operator dargestellt wird.

STANDARD

Warum müssen Observables durch hermitesche Operatoren beschrieben werden?

Rückseite

Hermitesche Operatoren haben reelle Eigenwerte, die den physikalisch möglichen Messergebnissen entsprechen.

STANDARD

Was besagt die Eigenwertgleichung eines Operators?

Rückseite

A|ψ⟩ = a|ψ⟩: Der Operator A wirkt auf den Eigenzustand |ψ⟩ und liefert den Eigenwert a als mögliches Messergebnis.

STANDARD

Was bedeutet es, wenn zwei Operatoren kommutieren?

Rückseite

Der Kommutator [A, B] = AB − BA verschwindet; die Operatoren besitzen gemeinsame Eigenfunktionen und die zugehörigen Observables sind gleichzeitig messbar.

STANDARD

Was besagt die kanonische Kommutatorrelation für Ort und Impuls?

Rückseite

[x̂, p̂] = iℏ: Ort- und Impulsoperator kommutieren nicht, was die Heisenbergsche Unschärferelation fundamental begründet.

STANDARD

Wie wird der Impulsoperator in der Ortsdarstellung geschrieben?

Rückseite

p̂ = −iℏ ∇ (im dreidimensionalen Raum) bzw. p̂ = −iℏ ∂/∂x (eindimensional).

STANDARD

Was ist ein Eigenzustand eines Operators?

Rückseite

Ein Zustand, der bei Anwendung des Operators unverändert bleibt bis auf den Faktor des zugehörigen Eigenwerts.

STANDARD

Wann sind zwei Observables verträglich?

Rückseite

Wenn ihre Operatoren kommutieren; dann existiert eine gemeinsame Eigenbasis und beide Größen können simultan scharf gemessen werden.

STANDARD

Was beschreibt der Erwartungswert ⟨A⟩ eines Operators?

Rückseite

Der Mittelwert vieler Messungen des Observables A im Zustand |ψ⟩, berechnet als ⟨ψ|A|ψ⟩.

STANDARD

Was ist die Spektralzerlegung eines hermiteschen Operators?

Rückseite

A = Σ a_n |a_n⟩⟨a_n|: Der Operator wird als Summe über seine Eigenwerte a_n und Projektoren auf die Eigenzustände |a_n⟩ dargestellt.

STANDARD

Was besagt das Messpostulat für diskrete Spektren?

Rückseite

Bei Messung von A im Zustand |ψ⟩ = Σ c_n |a_n⟩ wird der Eigenwert a_n mit Wahrscheinlichkeit |c_n|² erhalten, der Zustand kollabiert auf |a_n⟩.

STANDARD

Wie lautet die Unschärferelation für zwei beliebige Observables A und B?

Rückseite

ΔA ΔB ≥ ½ |⟨[A, B]⟩|: Das Produkt der Standardabweichungen ist durch den Erwartungswert ihres Kommutators nach unten begrenzt.

STANDARD

Was ist der Hamilton-Operator und welche Rolle spielt er?

Rückseite

Der Hamilton-Operator Ĥ entspricht der Gesamtenergie; seine Eigenwerte sind die Energieniveaus, seine Zeitentwicklung steuert die Dynamik über die Schrödinger-Gleichung.

STANDARD

Was bedeutet Entartung bei Eigenwerten eines Operators?

Rückseite

Mehrere linear unabhängige Eigenzustände gehören zum selben Eigenwert; der Eigenraum hat Dimension > 1.

STANDARD

Wie wirkt der Paritätsoperator auf eine Ortswellenfunktion?

Rückseite

P̂ ψ(x) = ψ(−x): Er spiegelt das Koordinatensystem am Ursprung; Eigenwerte sind +1 (gerade) und −1 (ungerade).

Lerne diese Karten mit Spaced Repetition

Kopiere das Deck kostenlos in deine Bibliothek und starte den Lernmodus mit dem FSRS-5 Algorithmus.