Quantenmechanische Grundlagen der Molekülspektroskopie

Vorwort
Einführung

1 ÜBERGANG VON DER KLASSISCHEN PHYSIK ZUR QUANTENMECHANIK
1.1 Beschreibung von Licht als Welle
1.2 Schwarzkörperstrahlung
1.3 Photoelektrischer Effekt
1.4 Absorption und Emission von H-Atomen
1.5 Molekülspektroskopie
1.6 Zusammenfassung

2 GRUNDSÄTZE DER QUANTENMECHANIK
2.1 Postulate der Quantenmechanik
2.2 Erlaubte Energie und Eigenfunktionen
2.3 Demonstration quantenmechanischer Prinzipien für ein einfaches eindimensionales Ein-Elektronen-Modellsystem: Das Teilchen-in-einer-Box ("TiB")
2.4 Zweidimensionales TiB, das freie Teilchen und das TiB mit endlichen Energiebarrieren
2.5 Real-World-TiBs: Polyene, Quantenpunkte und Quantenkaskadenlaser

3 STATIONÄRE ZUSTÄNDE UNTER EINFLUSS ELEKTROMAGNETISCHER STRAHLUNG
3.1 Zeitabhängige Störungstheorie von stationären Zustandssystemen durch EM-Strahlung
3.2 Dipol-erlaubte Übergangs- und Auswahlregeln für das TiB
3.3 Einstein-Koeffizienten für die Absorption und Emission von Licht
3.4 Laser

4 DER HARMONISCHE OSZILLATOR, EIN MODELLSYSTEM FÜR ZWEIATOMIGE MOLEKÜLE
4.1 Die Schrödinger-Gleichung des harmonischen Oszillators, Energieeigenwerte und Wellenfunktionen
4.2 Das Übergangsmoment für den harmonischen Oszillator
4.3 Reale zweiatomige Moleküle, Anharmonizität
4.4 Infrarot-Absorptionsspektroskopie an zweiatomigen Molekülen

5 SCHWINGUNGS-INFRAROT- UND RAMANSPEKTROSKOPIE MEHRATOMIGER MOLEKÜLE
5.1 Schwingungsenergie mehratomiger Moleküle
5.2 Übergangsmomente und symmetriebasierte Auswahlregeln bei der Absorption
5.3 Polarisierbarkeit, Raman-Streuung und symmetriebasierte Auswahlregeln bei der Streuung
5.4 Praktische Infrarot- und Raman-Spektroskopie

6 ROTATION STARRER MOLEKÜLE: ROTATIONSSPEKTROSKOPIE
6.1 Klassische Rotationsenergie
6.2 Quantenmechanik der Rotationsspektroskopie, Auswahlregeln
6.3 Rotationsschwingungsübergänge

7 WASSERSTOFFATOM UND VIELELEKTRONENATOME
7.1 Eigenfunktionen, Eigenwerte und Orbitale für das Wasserstoffatom
7.2 Vielelektronenatome, Slater-Orbitale und das Periodensystem
7.3 Atomspektren

8 ELEKTRONISCHE ZUSTÄNDE UND SPEKTROSKOPIE MEHRATOMIGER MOLEKÜLE
8.1 Elektronische Energieniveaus mehratomiger Moleküle
8.2 Ultraviolette und sichtbare Spektroskopie mehratomiger Moleküle

9 WECHSELWIRKUNG VON ELEKTRONISCHER UND SCHWINGUNGSENERGIE
9.1 Einführung in die Schwingungstheorie
9.2 Fluoreszenzspektroskopie
9.3 Jüngste Fortschritte und biologische Anwendungen der Fluoreszenzspektroskopie

10 SPIN-ZUSTÄNDE UND SPIN-SPEKTROSKOPIE
10.1 Der Drehimpulsoperator und Spin-Zustände
10.2 Übergänge zwischen Spinzuständen
10.3 Grundlegende Kernspinresonanzspektroskopie

Anhang I. Konstanten und ihre Zahlenwerte
Anhang II. Mathematische Prinzipien
Anhang III. Störungsmethoden
Anhang IV. Gruppentheorie
Anhang V. Fouriertransformationen und Fouriertransformationsspektroskopien