Kwantummechanica

[Nick wildeni wete]

Ik ben momenteel bezig de vertaalde versie van het oorspronkelijke artikel van de speciale relativiteitstheorie door te worstelen. Misschien moet ik het twee keer lezen, dat zou kunnen, maar dan is het maar zo, ik heb het er meer dan voor over. Na de speciale relativiteitstheorie heb ik nog de vertaalde versie van de andere artikels van Albert Einstein uit 1905 (uit Annalen der Physik) in pdf, namelijk het artikel over het foto-elektrisch effect en het artikel over de Brownse beweging. Nadat ik deze drie artikels (alles samen minder dan 50 A4-pagina's) gelezen heb (hopelijk voor zeer binnenkort, en ik denk dat die kans groot is, aangezien ik vandaag al ga beginnen, en na vandaag nog vier dagen vakantie heb, waarin ik hier veel tijd in ga steken), zou ik graag andere artikels lezen, liefst over de kwantummechanica.

Heeft iemand tips voor zo'n artikels (liefst online downloadbaar, bvb. in een pdf, en liefst Nederlands, desnoods Engels) over kwantummechanica die te lezen zijn voor mij? Ik heb mijn vierde middelbaar met succes afgerond (Latijn-wiskunde, volgend jaar wetenschappen-wiskunde), en lees sinds april populair-wetenschappelijke boeken van bvb. Stephen Hawking en Brian Greene (mijn persoonlijke favorieten trouwens), en nu dus de speciale relativiteitstheorie, het foto-elektrisch effect en de Brownse beweging lezen (even ter info over mezelf, zodat jullie weten wat "te lezen voor mij" betekent). Liefst een link indien online downloadbaar, zo niet titel en auteur. Boeken mogen ook, en ook hier, titel en auteur.

[kotje]

Hoe gij op zo'n leeftijd iets kunt begrijpen van Stephen Hawkings en Brian Greene is voor mij een raadsel. Ik ben licentiaat fysica(69 jaar) en heb daar moeilijkheden mee. Ik zou op jouw leeftijd beginnen met de klassieke natuurkunde te begrijpen en dan eventueel de speciale relativiteitstheorie trachten te doorgronden.De wiskunde hiervan is van jouw niveau(?). Als ge de zaak niet (volledig) begrijpt na enkele jaren moet ge niet beschaamd zijn.Ik doe er reeds al die jaren over en er zijn nog dingen die ik niet begrijp.

[bernadevries]

Wat grappig, ik zie dat je ook vijftien bent. Mijn favorieten zijn ook Hawking en Greene! Ik ga je topic even volgen, ik ben ook geïnteresseerd in kwantummechanica en relativiteit. Momenteel probeer ik uit de schrödingervergelijking te komen, wat niet helemaal geweldig lukt omdat de wiskunde op onze school voor mij veel te langzaam gaat..

Ik heb nog wel een boek over QM. getiteld Kwantummechanica een eenvoudige inleiding, van P. L. Lijnse. Het is wel te doen, omdat hij het schrijft op het niveau van een 6vwo'er. Het is wel een aanrader.

Maar zou je mij die artikelen willen sturen misschien?

Succes verder!

[Typhoner]

ik denk dat om relativiteit en kwantummechanica te studeren het geen goed idee is om de originele artikelen over het onderwerp te lezen. Uiteraard zijn deze artikels zeer belangrijk, maar het is veel beter om een hedendaags werk over het onderwerp te lezen. In zo'n boeken wordt een conceptueel logische opbouw gehanteerd, terwijl het best kan zijn dat de artikels die een onderwerp in hoofdstuk 6 aandragen eerder zijn gepubliceerd dan die van hoofdstuk 2 (ik weet het, dwaze uitleg, maar goed).

[Snaar]

Hey allemaal, ik ben ook geïntereseerd in kwantummechanica en de relativiteitstheorie. Ik ben nog maar 14 en begin net. Ik ga zeker het boek: Kwantummechanica een eenvoudige inleiding lezen. Net als bij jou bernarddevries gaat wiskunde veels te langzaam. IIk probeer mezelf via internet meer wiskunde te leren zodat ik de relativiteitstheorie en kwantummechanica beter kan snappen. Ik ben ook benieuwd naar de artikelen! Als je ze gevonden hebt, kan je ze dan misschien ook naar mij sturen?

Succes!

[eendavid]

De ontwikkeling van kwantummechanica is een lang en moeizaam proces geweest. Er is niet één artikel waarvan je kan zeggen dat het voor de definitieve doorbraak zorgde. Laat staan dat er één artikel is dat aangeraden kan worden om kwantummechanica te leren. Er zijn copyright-problemen met het plaatsen van links naar rechtstreeks te downloaden boeken. Maar ik kan jullie niet verplichten die boeken te kopen, als je begrijpt wat ik bedoel.

De standaardboeken zijn:

Joachin en Bransden, Griffiths. Maak je echter geen illusies: het is onzinnig om aan deze boeken te beginnen voordat je een zekere kennis hebt van wiskundige analyse, lineaire algebra en klassieke mechanica. Je kan er altijd eens door bladeren, maar er is geen shortcut naar een diep begrip van een dergelijk onderwerp (speciale relativiteit begrijpen is bvb. al veel gemakkelijker dan kwantummechanica begrijpen).

Klassieke mechanica is toegankelijker. Ik denk dat je op korte termijn meer plezier kan halen uit het bestuderen van (en maken van de oefeningen uit) een boek over klassieke mechanica.

[bernadevries]

Ja, qua wiskunde gaat kwantummechanica me de pet te boven. Ik ben het nu in stapjes aan het doen. Ik was begonnen met het begrijpen van de elektronenconfiguratie, covalentie, kwantumsprongen etc. Dat word al voor een groot deel duidelijk.

Nu heb ik gelukkig een wiskunde docent die me er heel veel over het wiskundige gedeelte van kwantummechanica kan leren. Ben mezelf nu dus calculus aan het leren.

@Snaar. Leuk! Ik vind het altijd leuk om met mensen over gemeenschappelijke interesses te praten. Ik begon ook op mijn veertiende. Ik voeg ook jou wel even toe als contact hier.

[Jan Stemerdink]

Ik ben nu bezig in het boek Dromen over een alomvattende theorie van Steven Weinberg (1992). Hierin gaat 1 hoofdstuk over de quantummechanica. Erg goed beschreven, redelijk diepgaand, maar zonder wiskunde. Ik weet niet of je dat laatste een voordeel of een nadeel vindt. Het schijnt dat bij iedere formule die in een boek staat, het aantal lezers gehalveerd wordt!

Ik heb mijn gedachten over quantummechanica naar aanleiding van dit boek beschreven op:

1. http://wp.me/p1RCwY-19 Het onzekerheidsprincipe van Heisenberg

2. http://wp.me/p1RCwY-1b Quantumchaos

3. http://wp.me/p1RCwY-1d Het experiment met de dubbele spleet

Ik probeer een verklaring te vinden zonder deeltjes die op twee plaatsen tegelijk zijn.

[Anton_v_U]

Wow wat gaaf dat mensen van 16 al interesse voor deze onderwerpen hebben!

Het is goed nieuws dat kwantum en relativiteit onderdeel van het natuurkunde programma op het VWO worden. Relativiteit is een keuzemodule. Als het zo ver is moet je je leraren en schoolleiding maar eens flink aan hun kop zeuren om dit aan te bieden

[die hanze]

Quantummechanica en algemene relativiteits theorie met enige diepgang leren in het middelbaar is vrij onmogelijk.

Het zijn natuurlijk wel de meest gepopulariseerde onderwerpen maar naar mijn mening zijn er vakgebieden die minstens even interessant zijn. Bijvoorbeeld thermodynamica, conceptueel heel uitdagend en verklaard zeer veel alledaagse verschijnselen. Om de basis te vatten is niet veel wiskunde vereist, het moeilijkste is wat spelen met partieel afgeleiden. Dit is wel gekend is in het (hoger) middelbaar als je 6 of 8u wiskunde krijgt.

Heel het gedoe met entropie vind ik persoonlijk heel fascinerend.

Een goed boek is schroder, het begint vanaf nul en besteed veel uitleg aan het uitdiepen van alle concepten.

Dit boek is zeker ergens op een piratensite verkrijgbaar

[Anton_v_U]

Ik ben het met je eens dat er genoeg andere onderwerpen zijn die ook uitdagend en leuk zijn.

Maar de wiskunde bepaalt niet de diepgang van de natuurkundige theorie. De diepgang bestaat uit het begrijpen van de (tamelijk abstracte) concepten en het leggen van relaties naar de wereld die wij kennen. Daarnaast denk ik dat het wel een goed idee is als mensen iets weten van theorie die (slechts) 100 jaar oud is. De natuurkunde heeft immers niet stilgestaan na Archimedes en Newton.

Zie:

http://www.youtube.com/watch?v=BGL22PTIOAM

[die hanze]

Het begrijpen van ruimte-tijd kromming in algemene relativiteit kan niet zonder wiskunde. Niemand kan zich een gekromde 4-dimensionale ruimte-tijd voorstellen. Ook kwantummechanica vereist wiskundige kennis (vooral lineaire algebra), het ontbreken hiervan leidt dikwijls tot een verkeerd begrip van de concepten.

Wiskunde bepaald niet diepgang, maar waar ze nodig is, is ze nodig en het angstvallig ontwijken leidt meestal tot een verkeerd begrip van de theorien. Het kan natuurlijk geen kwaad ervan te proeven maar maak u geen illusies.

Gelukkig is er veel "gewone" fysica die bij diepgaande analyse zonder al te moeilijke wiskunde heel fascinerend is.

[Anton_v_U]

Algemene relativiteit is inderdaad niet zo geschikt voor de middelbare school. Speciale relativiteit kan wel en met relatief simpele wiskunde.

Met kwantum ligt het misschien iets moeilijker. Gedetailleerd begrip van gekwantiseerde systemen kan niet zonder begrip van complexe vectorruimten (Hilbert spaces) en Schrödinger vergelijkingen. Dat moesten we maar niet doen, ook niet in 6VWO.

Maar dat is niet zo heel erg. Met een algemeen begrip van energieniveaus, pauli, heisenberg, deeltje in een doosje en golfpakketjes tunneleffect, fluorescentie fotocamera's, foto elektrisch effect, absorptiespectra etc. heb je al aardig wat gezien van het onderwerp zonder dat we het over-simplificeren en met veel praktische voorbeelden.

En het is natuurlijk fantastisch als je tot het inzicht komt dat in de limiet zowel de kwantummechanica als de relativiteitstheorie precies hetzelfde voorspelt als de klassieke mechanica. Je kunt niet overdrijven als je zegt hoe mooi het is als zulke ogenschijnlijk totaal verschillende theorieën beide adequate beschrijvingen kunnen zijn van dezelfde fysische werkelijkheid.

En vergeet ook niet dat wij (bijvoorbeeld) een standaard onderwerp als klassieke mechanica op middelbare scholen onderwijzen zonder iets te doen met differentiaal vergelijkingen, zonder integraaltheorie, met een zeer beperkt begrip van vectoren en zonder het inproduct of uitproduct te kennen. Als je (te) veel weet van het onderwerp denk je ook dat dit onmogelijk is maar het kan best. We zijn allemaal zo begonnen.

[Typhoner]

Het is goed nieuws dat kwantum en relativiteit onderdeel van het natuurkunde programma op het VWO worden. Relativiteit is een keuzemodule. Als het zo ver is moet je je leraren en schoolleiding maar eens flink aan hun kop zeuren om dit aan te bieden

laten we eerlijk zijn en zeggen dat we al heel erg blij mogen zijn als de gemiddelde scholier een min of meer redelijk begrip heeft de basale klassieke mechanica?

[Marko]

Daar valt wel wat tegenin te brengen. Niet alle scholieren zijn gemiddeld, gelukkig niet. Laten we blij zijn dat er voor hen die erin geïnteresseerd zijn wat meer wordt aangeboden dan de obligate arbeid-en-kinetische-energie oefeningetjes. Het onderwijsprogramma is de laatste jaren al veel te veel uitgekleed.