Semiklassische Quantentheorie

Die semiklassische Quantentheorie stellt den Versuch dar, quantentheoretische Zusammenhänge zu veranschaulichen. Der Zugewinn an Anschauung geht dabei immer einher mit einem Verlust an Exaktheit der Darstellung.

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Ein bekanntes Beispiel für einen semiklassischen Erklärungsansatz ist das Bohr-Sommerfeldsche Atommodell. Historisch wurde dieses Modell in Unkenntnis der heute etablierten Quantenmechanik postuliert. Es beruht auf der Vorstellung, dass das Atom eine Art klassisches "Planetensystem im Kleinen" aus Atomkern (Sonne) und Elektronen (Planeten) ist. Die möglichen Ellipsenbahnen der Elektronen müssen ad hoc, d.h. ohne dafür eine Erklärung im Rahmen des Modells liefern zu können, quantisiert werden, um reale physikalische Messergebnisse zu befriedigen.

In der heutigen Quantentheorie geht man nicht mehr von "Planetenbahnen", d.h. klar definierten elliptischen Trajektorien aus, sondern spricht von einer Aufenthaltswahrscheinlichkeitsdichte. Es liegt in der sehr guten Anschauung begründet, dass man vor allem in einführenden Lehrbüchern häufig noch mit dem Bohr-Sommerfeld-Atommodell als semiklassischem Modell bekannt gemacht wird. Erstaunlicherweise lassen sich mit diesem einfachen Modell viele physikalische Phänomene interpretieren und berechnen. Allerdings versagt es in Bereichen, wo der quantenmechanische Aspekt dominiert, z.B. bei Fein- und Hyperfeinstrukturauspaltungen. Hier sind die Grenzen der semiklassischen Vorstellung erreicht.