Zustand (Physik): Unterschied zwischen den Versionen

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Ein '''Zustand''' (von [[frühneuhochdeutsch]] ''zuostant'' „zustehen, dabeistehen“, aber auch „sich ereignen“) ist ganz allgemein die ''Art und Weise'', wie etwas zu einem bestimmten [[Zeit]]punkt beschaffen ist bzw. innerhalb eines gewissen Zeitraums weitgehend [[Veränderung|unveränderlich]] besteht.
Ein '''Zustand''' (von [[frühneuhochdeutsch]] ''zuostant'' „zustehen, dabeistehen“, aber auch „sich ereignen“) ist ganz allgemein die ''Art und Weise'', wie etwas zu einem bestimmten [[Zeit]]punkt beschaffen ist bzw. innerhalb eines gewissen Zeitraums weitgehend [[Veränderung|unveränderlich]] besteht. Der Übergang von einem Zustand in einen anderen wird als '''Zustandsänderung''' bezeichnet. Ein Zustand, der sich zeitlich nicht verändert, ist '''stationär''' (von [[lat.]] ''statio'' „Stillstehen“).


== Physik ==
== Physik ==


In der [[Physik]] umfasst ein '''physikalischer Zustand''' alle prinzipiell veränderlichen, zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegenden [[Messung|messbaren]] [[Eigenschaft]]en eines physikalischen [[System]]s, insofern diese nicht schon durch die unveränderlichen, das System definierenden Systemeigenschaften grundsätzlich festgelegt sind.  
In der [[Physik]] umfasst ein '''physikalischer Zustand''' alle prinzipiell veränderlichen, zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegenden [[Messung|messbaren]] [[Eigenschaft]]en eines physikalischen [[System]]s, insofern diese [[Zustandsgröße]]n nicht schon durch die unveränderlichen, das System definierenden Systemeigenschaften grundsätzlich festgelegt sind. Eine [[physikalische Größe]], die ''ausschließlich'' bei einer Zustandsänderung auftritt und daher den Prozess der Zustandsänderung quantitativ beschreibt, wird als '''Prozessgröße''' oder '''Vorgangsgröße''' bezeichnet.  


[[Thermodynamik|Thermodynamische]] [[Zustandsgröße]]n sind u.a. ''mengenunabhängige'' [[intensive Größe|intensive Größen]] wie [[Druck (Physik)|Druck]] und [[Temperatur]] oder ''mengenabhängige'' [[extensive Größe|extensive Größen]] wie [[Volumen]] und [[Stoffmenge]].
[[Thermodynamik|Thermodynamische]] [[Zustandsgröße]]n sind u.a. ''mengenunabhängige'' [[intensive Größe|intensive Größen]] wie [[Druck (Physik)|Druck]] und [[Temperatur]] oder ''mengenabhängige'' [[extensive Größe|extensive Größen]] wie [[Volumen]] und [[Stoffmenge]].
 
Spezielle thermodynamische Zustandsänderungen sind etwa '''isobare Zustandsänderungen''', die bei konstanten [[Druck (Physik)|Druck]] erfolgen, '''isochore Zustandsänderungen''', bei denen das [[Volumen]] konstant bleibt, und '''isotherme Zustandsänderungen''' bei konstanter [[Temperatur]]. Bei '''isentropen Zustandsänderungen''' bleibt die [[Entropie]] des Systems unverändert und bei [[adiabatische Zustandsänderung|adiabatischen Zustandsänderungen]] findet kein [[Wärme]]austausch mit der Umgebung statt. Der Übergang von einem [[Aggregatzustand]] in einen anderen ist stets mit einer [[Entropie]]änderung verbunden.


=== Quantenmechanik ===
=== Quantenmechanik ===
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In der [[Quantenmechanik]] ist ein '''quantenmechanischer Zustand''' formal ein [[mathematisches Objekt]] ('''Zustandsfunktion''', '''Zustandsoperator''' oder '''Zustandsvektor'''), mit dessen Hilfe errechnet werden kann, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein bestimmter [[Messwert]] bei einer  [[Messung]] dieses Zustands zu erwarten ist. So kann sich etwa ein [[Elektron]] in der [[Elektronenhülle]] eines [[Atom]]s mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit in seinem ''Grundzustand'' oder in einem von potentiell unendlich vielen höheren ''angeregten Zustand'' befinden, die sich durch ihre [[Quantisierung|quantisierten]] diskreten [[Energie]]werte voneinander unterscheiden.
In der [[Quantenmechanik]] ist ein '''quantenmechanischer Zustand''' formal ein [[mathematisches Objekt]] ('''Zustandsfunktion''', '''Zustandsoperator''' oder '''Zustandsvektor'''), mit dessen Hilfe errechnet werden kann, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein bestimmter [[Messwert]] bei einer  [[Messung]] dieses Zustands zu erwarten ist. So kann sich etwa ein [[Elektron]] in der [[Elektronenhülle]] eines [[Atom]]s mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit in seinem ''Grundzustand'' oder in einem von potentiell unendlich vielen höheren ''angeregten Zustand'' befinden, die sich durch ihre [[Quantisierung|quantisierten]] diskreten [[Energie]]werte voneinander unterscheiden.


Als '''Eigenzustand''' wird ein quantenmechanischer Zustand bezeichnet, der einen ganz bestimmten diskreten [[Eigenwert]] annimmt. Ein typisches Beispiel sind etwa die diskreten [[Energie]]niveaus der [[Atomorbital|Orbital]]e der [[Elektronenhülle]] eines [[Atom]]s.
Als '''Eigenzustand''' wird ein quantenmechanischer Zustand bezeichnet, der einen ganz bestimmten diskreten [[Eigenwert]] annimmt. Ein typisches Beispiel sind etwa die diskreten [[Energieniveau]]s der [[Atomorbital|Orbital]]e der [[Elektronenhülle]] eines [[Atom]]s, die sich im [[Lichtspektrum]] als diskrete [[Spektrallinie]]n äußern.


== Siehe auch ==
== Siehe auch ==

Aktuelle Version vom 27. Februar 2020, 20:28 Uhr

Ein Zustand (von frühneuhochdeutsch zuostant „zustehen, dabeistehen“, aber auch „sich ereignen“) ist ganz allgemein die Art und Weise, wie etwas zu einem bestimmten Zeitpunkt beschaffen ist bzw. innerhalb eines gewissen Zeitraums weitgehend unveränderlich besteht. Der Übergang von einem Zustand in einen anderen wird als Zustandsänderung bezeichnet. Ein Zustand, der sich zeitlich nicht verändert, ist stationär (von lat. statio „Stillstehen“).

Physik

In der Physik umfasst ein physikalischer Zustand alle prinzipiell veränderlichen, zu einem bestimmten Zeitpunkt vorliegenden messbaren Eigenschaften eines physikalischen Systems, insofern diese Zustandsgrößen nicht schon durch die unveränderlichen, das System definierenden Systemeigenschaften grundsätzlich festgelegt sind. Eine physikalische Größe, die ausschließlich bei einer Zustandsänderung auftritt und daher den Prozess der Zustandsänderung quantitativ beschreibt, wird als Prozessgröße oder Vorgangsgröße bezeichnet.

Thermodynamische Zustandsgrößen sind u.a. mengenunabhängige intensive Größen wie Druck und Temperatur oder mengenabhängige extensive Größen wie Volumen und Stoffmenge.

Spezielle thermodynamische Zustandsänderungen sind etwa isobare Zustandsänderungen, die bei konstanten Druck erfolgen, isochore Zustandsänderungen, bei denen das Volumen konstant bleibt, und isotherme Zustandsänderungen bei konstanter Temperatur. Bei isentropen Zustandsänderungen bleibt die Entropie des Systems unverändert und bei adiabatischen Zustandsänderungen findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt. Der Übergang von einem Aggregatzustand in einen anderen ist stets mit einer Entropieänderung verbunden.

Quantenmechanik

In der Quantenmechanik ist ein quantenmechanischer Zustand formal ein mathematisches Objekt (Zustandsfunktion, Zustandsoperator oder Zustandsvektor), mit dessen Hilfe errechnet werden kann, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein bestimmter Messwert bei einer Messung dieses Zustands zu erwarten ist. So kann sich etwa ein Elektron in der Elektronenhülle eines Atoms mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit in seinem Grundzustand oder in einem von potentiell unendlich vielen höheren angeregten Zustand befinden, die sich durch ihre quantisierten diskreten Energiewerte voneinander unterscheiden.

Als Eigenzustand wird ein quantenmechanischer Zustand bezeichnet, der einen ganz bestimmten diskreten Eigenwert annimmt. Ein typisches Beispiel sind etwa die diskreten Energieniveaus der Orbitale der Elektronenhülle eines Atoms, die sich im Lichtspektrum als diskrete Spektrallinien äußern.

Siehe auch