Quạntentheorie

Die Quantentheorie liefert zwei sehr wichtige Ergebnisse:

1. alle atomaren Gesetze haben nur statistische Bedeutung, d. h., man kann nicht für einzelne Elementarteilchen aussagen, was mit ihnen im Lauf der Zeit geschieht; es ist vielmehr nur möglich, für viele Teilchen eine Aussage zu machen. Die Physik ist also im atomaren Bereich nicht mehr determiniert (vorausbestimmbar), wohl aber noch kausal. Für sehr viele Atome gehen die statistischen Gesetze in die bekannten Gesetze der klassischen Physik über.

2. die Elementarteilchen treten in den beiden Erscheinungsformen: Korpuskel (Teilchen) und Welle auf (Komplementarität). Diese beiden sich gegenseitig ausschließenden Beschreibungen sind zwei Fälle desselben mathematischen Formalismus. Das Verhalten der Teilchen ist bei der Messung selbst anschaulich beschreibbar, nicht aber ihr Verhalten zwischen den einzelnen Messungen. Eine mathematische Formulierung dieses sog. Dualismus zwischen Welle und Korpuskel gibt die Heisenberg’sche Unschärferelation, nach der man entweder den Impuls oder den Ort eines Teilchens, niemals aber beide zugleich genau messen kann. Mit Hilfe der Quantentheorie konnten z. B. das Periodensystem der Elemente, der Aufbau der Atomhülle, die Gesetzmäßigkeiten der Spektren erklärt werden. Dabei zeigte sich, dass jedes Elementarteilchen einen eingeprägten Drehimpuls, den Spin, besitzt. P. Dirac konnte diese Eigenschaft aus einer die Relativitätstheorie einbeziehenden Gleichung ableiten.