Alle Artikel zur Quantenphysik

Alle Artikel auf quanten.de, geordnet nach Themen. Jeder Artikel erklärt sein Thema verständlich, mit Gleichungen, eigenen Abbildungen und Quellenangaben, und die meisten gibt es auch als PDF zum Ausdrucken oder für den Unterricht.

Neu in der Quantenphysik? Der Lernpfad führt in zwölf Stationen von den ersten Quanten bis zum Quantencomputer.

Quantenphysik von Anfang an →

Quantenphysik

Grundlagen

Was sind Quanten? Guter EinstiegWas ein Quant ist, was gequantelt ist und was nicht, und warum wir im Alltag nichts davon merken: einfach erklärt, mit Rechenbeispielen und Quellen.
Die Heisenbergsche Unschärferelation Guter EinstiegDie Heisenbergsche Unschärferelation einfach erklärt: was sie besagt, woher sie kommt und warum sie nichts mit schlechten Messgeräten zu tun hat.PDF öffnen
Schrödingers Katze Guter EinstiegSchrödingers Katze einfach erklärt: Was das Gedankenexperiment von 1935 zeigt, warum die Katze nicht halb tot ist und was Katzenzustände im Labor sind.PDF öffnen
Fermionen und Bosonen einfach erklärtWas sind Bosonen, was Fermionen? Der Unterschied steckt im Spin: Beispiele, Pauli-Prinzip, Laser und Bose-Einstein-Kondensat, einfach erklärt mit Quellen.PDF öffnen
Beamen: Quantenteleportation einfach erklärtWas bei der Quantenteleportation wirklich übertragen wird, wie Verschränkung funktioniert und warum Beamen nicht schneller als das Licht geht.PDF öffnen
Quantenverschränkung Guter EinstiegQuantenverschränkung einfach erklärt: Einsteins spukhafte Fernwirkung, Bells Ungleichung, die Experimente bis zum Nobelpreis 2022 und was sie nicht ist.PDF öffnen
Atommodelle: von Dalton bis Schrödinger Guter EinstiegAtommodelle einfach erklärt: Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr und Schrödinger, mit den Experimenten dahinter und Rechenbeispiel zum Wasserstoff.PDF öffnen
Periodensystem einfach erklärt: Warum es so aussieht, wie es aussiehtWarum hat das Periodensystem Zeilen mit 2, 8, 18 und 32 Elementen? Quantenzahlen, Pauli-Prinzip, Orbitale und Besetzungsregel verständlich erklärt.PDF öffnen

Theorie einfach erklärt

Die Schrödinger-GleichungDie Schrödinger-Gleichung verständlich erklärt: was in ihr steht, was die Wellenfunktion bedeutet und wie sie im QLED-Fernseher steckt.PDF öffnen
Was ist Spin?Spin einfach erklärt: Was die rätselhafte Quanteneigenschaft ist, wie der Stern-Gerlach-Versuch sie zeigte und wo sie im Alltag steckt.PDF öffnen

Teilchen und Licht

Was ist ein Photon? Guter EinstiegWas ist ein Photon? Lichtteilchen einfach erklärt: Energie, Geschichte, Compton-Effekt und die Frage, ob wir ein einzelnes Photon sehen.PDF öffnen
Das Higgs-BosonWas ist das Higgs-Boson, wie wurde es 2012 am CERN entdeckt und woher kommt unsere Masse wirklich? Einfach erklärt, mit Quellen.PDF öffnen
AntimaterieAntimaterie einfach erklärt: Diracs Vorhersage, das Positron, PET im Krankenhaus, fallende Antiatome und das Rätsel unseres Universums.PDF öffnen

Experimente

Der Fotoeffekt Guter EinstiegWie Licht Elektronen aus Metall schlägt: Hallwachs-Versuch, Gegenfeldmethode, Einsteins Formel und Millikans Messung. Mit Rechenbeispiel und Quellen.PDF öffnen
Das Doppelspaltexperiment Guter EinstiegDas Doppelspaltexperiment einfach erklärt: Kugeln, Wellen, einzelne Photonen und Elektronen, die Rolle der Beobachtung, mit Formel und Simulation.PDF öffnen
Welle-Teilchen-Dualismus Guter EinstiegIst Licht Welle oder Teilchen, und das Elektron? 300 Jahre Streit von Newton bis de Broglie, Compton-Effekt, Materiewellen und Bohrs Komplementarität.PDF öffnen
Der Franck-Hertz-VersuchDer Franck-Hertz-Versuch verständlich erklärt: Aufbau, Messkurve mit 4,9-Volt-Abständen, typische Praktikumsprobleme, Neon-Variante und Geschichte.PDF öffnen
Der TunneleffektWarum die Sonne leuchtet und der USB-Stick speichert: der Tunneleffekt mit Formel, Alphazerfall, Rastertunnelmikroskop und Nobelpreis 2025.PDF öffnen

Geschichte und Personen

100 Jahre Quantenmechanik Guter EinstiegVon Plancks Strahlungsformel 1900 über Einstein, Bohr und Heisenberg bis zum Nobelpreis 2025: Geschichte, Gleichungen und Quellen.PDF öffnen
Max Planck (1858–1947)Max Planck erfand 1900 das Wirkungsquantum und begründete die Quantenphysik. Sein Leben, seine Forschung und seine Rolle in schweren Zeiten.PDF öffnen
Albert Einstein und die QuantenLichtquanten, Nobelpreis, EPR und „Gott würfelt nicht“: wie Albert Einstein die Quantenphysik begründete und warum er ihr nie ganz traute.PDF öffnen
Niels Bohr (1885–1962)Niels Bohr: Atommodell, Kopenhagener Institut, Streit mit Einstein und die Flucht 1943. Leben und Werk des großen dänischen Physikers.PDF öffnen
Werner Heisenberg (1901–1976)Leben und Werk von Werner Heisenberg: Helgoland 1925, Unschärferelation, Leipzig, die Jahre unter dem Nationalsozialismus und die Göttinger Erklärung.PDF öffnen

Physik heute: Personen

Stephen Hawking (1942–2018)Stephen Hawking verständlich erklärt: Singularitäten, Hawking-Strahlung, Entropie Schwarzer Löcher, Informationsparadox und sein Leben mit ALS.PDF öffnen
Der Physik-Nobelpreis 2026Francis Halzen erhält den Physik-Nobelpreis 2026 für IceCube. Wie das Neutrino-Teleskop im Eis am Südpol funktioniert und was es fand.PDF öffnen

Bewusstsein und Mythen

Joe Dispenza, das Quantenfeld und die PhysikHat Joe Dispenza recht? Was er über Quantenfeld und Beobachter sagt, was die Physik dazu sagt und was Meditation tatsächlich bewirkt. Fair geprüft.PDF öffnen
Quantenheilung: Was steckt dahinter?Was ist Quantenheilung, und was hat sie mit Quantenphysik zu tun? Eine physikalische Prüfung, warum es sich trotzdem gut anfühlen kann und Warnzeichen.PDF öffnen
Das Gesetz der Anziehung und die QuantenphysikHat die Quantenphysik das Gesetz der Anziehung bewiesen? Wir prüfen die Behauptungen und zeigen, was die Psychologie über Wünschen weiß.PDF öffnen
Ist unser Bewusstsein ein Quanteneffekt?Ist Bewusstsein ein Quanteneffekt? Penroses und Hameroffs Orch-OR-Theorie, die Einwände und was Experimente bisher zeigen.PDF öffnen

Quantentechnologie

Quantencomputer

Quantencomputer einfach erklärt Guter EinstiegWie funktioniert ein Quantencomputer, was ist ein Qubit und was können die Rechner heute? Verständlich erklärt, mit Rechenbeispiel und Quellen.PDF öffnen
Was ist ein Qubit? Guter EinstiegWas ein Qubit ist, wie Überlagerung auf der Bloch-Kugel aussieht und wie weit Quantencomputer mit Atomen, Ionen und Supraleitern heute sind.PDF öffnen
Festkörper-Quantencomputer: Wie supraleitende Qubits funktionierenWie funktioniert ein supraleitender Quantencomputer? Cooper-Paare, Josephson-Kontakt, Transmon-Qubit und warum der Chip kälter als das Weltall ist.PDF öffnen
Quantencomputer in DeutschlandWer baut in Deutschland Quantencomputer? IQM, planqc, eleQtron und mehr: Techniken, Standorte und was die Geräte heute wirklich können.PDF öffnen

Kommunikation und Sicherheit

QuantenkryptographieWie BB84 funktioniert, warum ein Lauscher auffällt und was die Technik heute kann: Quantenkryptographie von Wien 2004 bis zum Satelliten Micius.PDF öffnen
Post-Quanten-KryptographieWarum RSA durch Quantencomputer bedroht ist, was die neuen NIST-Standards ML-KEM und ML-DSA leisten und wer schon umgestellt hat. Mit Quellen.PDF öffnen
Das QuanteninternetWie funktioniert ein Quanteninternet, wozu braucht man es und wie weit ist die Forschung? Von Quantenrepeatern bis zum Satelliten Micius.PDF öffnen

Sensorik und Medizin

QuantensensorenQuantensensoren messen Gehirnströme, Schwerkraft und Gravitationswellen. Wie sie funktionieren, wo sie eingesetzt werden und wo ihre Grenzen liegen.PDF öffnen
Atomuhren und die neue SekundeOptische Atomuhren gehen in 40 Milliarden Jahren keine Sekunde falsch und spüren einen Zentimeter Höhenunterschied. Warum die Sekunde neu definiert wird.PDF öffnen
Wie funktioniert ein Laser? Guter EinstiegWie funktioniert ein Laser? Stimulierte Emission, Besetzungsumkehr und Resonator einfach erklärt, dazu Erfindung, Anwendungen und Gefahren.PDF öffnen
Kernspintomographie (MRT) einfach erklärtKernspintomographie (MRT) einfach erklärt: wie aus Magnetfeld und Radiowellen Bilder werden, Ablauf der Untersuchung, Kosten und wer nicht ins MRT darf.PDF öffnen

Materialien und Elektronik

Wie funktioniert ein Transistor?Wie funktioniert ein Transistor? Halbleiter, Dotierung und MOSFET einfach erklärt, dazu die Erfindung 1947 und die Grenzen der Quantenwelt.PDF öffnen
Spintronik einfach erklärt: Wie der Spin von Elektronen Daten speichertWas ist Spintronik? Riesenmagnetowiderstand (Nobelpreis 2007), Tunnelmagnetowiderstand und MRAM: wie der Spin von Elektronen Daten speichert.PDF öffnen
SupraleitungSupraleitung einfach erklärt: Warum manche Stoffe Strom ohne Widerstand leiten, wie Cooper-Paare entstehen und wo Supraleiter heute arbeiten.PDF öffnen

Physik & Energie

Grundfragen der Physik

Quantengravitation einfach erklärtWarum Quantenphysik und Schwerkraft nicht zusammenpassen, was die Planck-Skala ist und wie man nach Quanteneffekten der Gravitation sucht.PDF öffnen
Schwarze Löcher Guter EinstiegWas ist ein Schwarzes Loch, wie entsteht es und wie groß wäre die Erde als eines? Ereignishorizont, erstes Foto und das Innere verständlich erklärt.PDF öffnen
Attophysik einfach erklärt: Wie man Elektronen bei der Bewegung zusiehtWas ist eine Attosekunde und wie erzeugt man so kurze Lichtblitze? Hohe Harmonische, Drei-Stufen-Modell und der Physik-Nobelpreis 2023 erklärt.PDF öffnen
Entropie einfach erklärt: Warum die Kaffeetasse nicht zurückspringtWas ist Entropie? Der zweite Hauptsatz verständlich erklärt: Clausius, Boltzmanns S = k ln W, Carnot-Wirkungsgrad und was die Quantenphysik beiträgt.PDF öffnen

Atomkerne und Strahlung

Halbwertszeit-Rechner: Restmenge, Zeit und Halbwertszeit berechnenHalbwertszeit einfach erklärt und berechnen: kostenloser Rechner mit Zerfallskurve, Formel, Beispielen und Werten für C-14, I-131, Cs-137 und Uran.

Energie und Klima

Fotovoltaik einfach erklärt: Wie eine Solarzelle aus Licht Strom machtWie funktioniert eine Solarzelle? Bändermodell, innerer Fotoeffekt, pn-Übergang, Kennlinie und Wirkungsgrad einfach erklärt, mit Grafiken und Quellen.PDF öffnen
Photonenteiler: Wie Solarzellen aus einem Lichtteilchen zwei machenWarum nutzt eine Solarzelle nur einen Teil des Sonnenlichts? Bandlücke, Shockley-Queisser-Grenze und wie ein Photonenteiler aus einem Photon zwei macht.PDF öffnen
Treibhauseffekt einfach erklärt: Warum CO₂ Wärme schluckt und Stickstoff nichtWarum schlucken CO₂ und Wasserdampf Wärmestrahlung, Stickstoff und Sauerstoff aber nicht? Der Treibhauseffekt mit Energiebilanz und Quantenphysik.PDF öffnen

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