Essential Quantum Mechanics for Electrical Engineers
Quantum mechanics (QM) is latently present in the life of electrical engineers already, since the hardware of todays information technology - from electrical data processing, through interconversion of electronic and optical information, to data storage and visualization - works on QM principles. New developments in micro- and opto-electronics and the advent of quantum information processing will soon make the active understanding of QM unavoidable for engineers, too. Unfortunately, the principles of QM can only be formulated mathematically, so even introductory books on the subject are mostly rather abstract. This book, written mainly for BSc students, tries to help the reader by showing "QM in action", demonstrating its surprising effects directly in applications, like lighting technology, lasers, photo- and solar cells, flash memories and quantum bits. While the axioms and basic concepts of quantum mechanics are introduced without compromises, the math is kept at a level which is required from electrical engineers anyhow. Computational work is spared by the use of Applets which also visualize the results. Among the host of other didactic features are learning objectives, chapter summaries, self-testing questions, and problems with solutions, while two appendices summarize the knowledge in classical physics and mathematics which is needed for this book. Der Autor dieses Lehrbuchs ist seit über 25 Jahren Dozent für Quantenmechanik in den Fachrichtungen Elektrotechnik und Informatik. Das Fachbuch ist wissenschaftlich fundiert und gut geschrieben, überzeugt durch eine ausgewogene Darstellung notwendiger formaler Mathematik und Text. Die Einführung fasst die Grundkonzepte der klassischen Physik zusammen und stellt einiger ihrer Versäumnisse heraus, die sich aus Phänomenen in Verbindung mit der Lichttechnik ergeben. Diese werden in den darauffolgenden drei Kapiteln ausführlich analysiert. Kapitel 5 geht über das Dualitätsprinzip hinaus und erläutert die Partikelkonzepte der Quantenmechanik sowie deren Folgen für die Elektrotechnik. In den Kapiteln 6 bis 8 werden die mathematischen Grundkonstruktionen beschrieben, mit denen sich der Zustand von Partikeln und deren Eigenschaften ableiten und vorhersagen lassen. Die beiden weiteren Kapitel zeigen zwei Beispiele hierfür mit Anwendungen von LEDs, Infrarotdetektoren, Quantenkaskadenlasern, Zener-Dioden und Flash-Speichern. In den letzten Kapiteln werden die Folgen der Quantenmechanik für die chemischen Eigenschaften von Atomen und anderen, aus vielen Elektronen bestehenden Systemen erörtert, abgerundet durch einen kurzen Einblick in die möglichen Hardwarekomponenten für die Quanteninformationsverarbeitung. Zu den vielfältigen didaktischen Merkmalen gehören auch Lernziele, Kapitelzusammenfassungen, Fragen zur Selbstüberprüfung sowie Problemlösungen. In den beiden Anhängen sind die notwendigen Kenntnisse der klassischen Physik und Mathematik zusammengefasst.
Autor: | Deák, Peter |
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EAN: | 9783527413553 |
Sprache: | Englisch |
Produktart: | kartoniert, broschiert |
Verlag: | Wiley-VCH |
Veröffentlichungsdatum: | 21.04.2017 |
Schlagworte: | Elektroingenieur Quantenmechanik; Handbuch/Lehrbuch Informationstechnologie Quantenelektronik Informatik Quantenmechanik Quantenphysik |
Größe: | 11 × 184 × 249 |
Gewicht: | 436 g |