Nichtrelativistischen

Nichtrelativistische Physik bezeichnet Modelle und Theorien, in denen Relativitätseffekte vernachlässigbar sind. Typische Voraussetzungen sind Geschwindigkeiten deutlich kleiner als Lichtgeschwindigkeit und schwache Gravitationsfelder. Unter diesen Bedingungen entspricht die klassische Mechanik oder ihre Quantenmechanik der zutreffenden Beschreibung, während relativistische Korrekturen vernachlässigt werden.

In der nichtrelativistischen Quantenmechanik führt dies zum Standardformen der Schrödinger-Gleichung. Die zeitliche Entwicklung eines Wellenfunktionszustands wird durch iħ∂ψ/∂t = [-(ħ²/2m)∇² + V]ψ beschrieben. Hier dominiert die kinetische Energie p²/(2m) neben der potenziellen Energie V. Spin wird in der einfachen Form der nichtrelativistischen Theorie oft zusätzlich über die Pauli-Gleichung berücksichtigt. Relativistische Effekte zeigen sich erst, wenn man die vollständige Energieformel E = sqrt(p²c² + m²c⁴) auswertet, deren Expansion zu höheren Ordnungskorrekturen führt.

Anwendungsfelder der Nichtrelativistischen Physik sind breit gefächert: Atom- und Molekülphysik, Festkörperphysik, Quantenoptik, Chemie, Kondensierte Materie und viele Bereiche der Theoretischen Physik, in denen Geschwindigkeiten weit unter dem Lichttempo liegen. Die nichtrelativistische Näherung bildet oft die Grundlage für numerische Modelle und Experimentalauslegungen.

Sie ist jedoch eine Grenztheorie. In Umgebungen mit hohen Geschwindigkeiten, starken Gravitationsfeldern oder bei Teilchen mit energiespezifischen Relativitätswirkungen muss auf relativistische Theorien wie die Relativistische Quantenmechanik oder die Allgemeine Relativitätstheorie zurückgegriffen werden.

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