Bild Schrödingers

* 12. August 1887
+ 4. Januar 1961

Berühmte Physiker
ERWIN SCHRÖDINGER - Eine Lektüre
Relativistisch

Aufstellung einer relativistischen Wellengleichung

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Nach de Broglies Hypothese kann also ein um den Atomkern kreisendes Elektron durch eine stehende Welle beschrieben werden. Bei weiterführender Verallgemeinerung half Schrödinger sein Wissen physikalischer Schwingungen aus der Farbenlehre. Im Endeffekt stellte er sich das Atom als ein System von Schwingungszuständen vor und die möglichen Eigenschwingungen des Atoms betrachtete er als die stabilen Energiezustände. Die physikalischen und mathematischen Schwierigkeiten zu lösen half ihm ein Kollege vom Züricher Polytechnikums, Hermann Weyl, der somit vor allem an der mathematischen Gestaltung der Wellenmechanik (oder undulatorische Mechanik)- dem neuen Teilgebiet der Physik - beteiligt war.

Bei der Arbeit waren Schrödinger auch Studien zustatten, die er zur analytischen Mechanik durchführte, insbesondere in der Hamiltonschen Form, wie sie der irische Mathematiker und Physiker William Hamilton 1827 ausarbeitete, damit die klassische Mechanik vollendete, den Zusammenhang von klassicher Mechanik und geometrischer Optik erfaßte und die mathematische Analogie zwischen beiden erstellte. Schrödinger faßte den Grundgedanken, die mathematische Analogie zwischen Optik und Mechanik als physikalische Analogie zwischen Licht- und Materiewellen weiterzuführen.

Letzte mathematische Schwierigkeiten bereitete die Wahl eines relativistischen Zugangs seiner Überlegungen, da sich das de Brogliesche Materiewellenkonzept auf die spezifische Relativitätstheorie bezieht. In den letzten Dezembertagen des Jahres 1925 gelang die Aufstellung einer relativistischen Wellengleichung: Die Klein-Gordon-Gleichung.

Diese Gleichung gab die experimentellen Erfahrungen nur unzureichend wieder. Beispielsweise ließen sich die Energiewerte des Wasserstoff-Atoms nur unexakt ermitteln. Die hergeleitete Gleichung entspricht aber dem damaligen Erkenntnisstand, sie läßt sich nur auf Teilchen ohne Spin exakt anwenden. Um die Berücksichtgung des Spins wußte man zu dieser Zeit noch nicht, da erst die ersten Versuche zum Verständnis des Elektronenspins erfolgten. Hierbei wird die Problematik der Wellenmechanik sehr deutlich.

Dennoch wandte sich Schrödinger von seinem relativistischen Ansatz ab und arbeite eine nichtrelativistische Näherung des Problems zugunsten einer weitgehenden Übereinstimmung mit den experimetellen Werten aus: der Schrödinger Gleichung.

© Mike Friedrich and Daniel Schmidt

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