Ortsraum
Als Ortsraum wird in der Physik der Raum bezeichnet, der zur Beschreibung des Ortsfreiheitsgrads eines physikalischen Systems (z. B. ein Teilchen, mehrere Teilchen, Feld, Körper, Kristallgitter) benutzt wird.
Im Falle eines einzigen Teilchens oder eines Felds ist der Ortsraum der gewöhnliche dreidimensionale Euklidische Raum, der mit dem Raum übereinstimmt, den wir Menschen mit unseren Sinnen erfahren und in dem wir uns fortbewegen. Im Falle von mehreren Teilchen, einem Körper oder einem Kristallgitter kann es sich auch um höherdimensionale euklidische Räume handeln.
Teilraum des Phasenraumes
Viele physikalische Systeme haben neben ihren Ortsfreiheitsgraden noch weitere Freiheitsgrade (wie Geschwindigkeit, Impuls oder Spin), die in zusätzlichen Räumen beschrieben werden, z. B. der Impuls im Impulsraum. So hat ein Elektron einen Orts- und einen Spinfreiheitsgrad, seine Beschreibung nur im Ortsraum ist daher unvollständig.
In der Mechanik und Statistischen Physik wird der Zustand eines Systems vollständig durch einen Punkt im Phasenraum festgelegt. Dieser ist das kartesische Produkt aus Orts- und Impulsraum.<ref name="Meschede2003">Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: Gerthsen Physik. Hrsg.: Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name. Springer, Vorlage:Cite book/Date, ISBN 978-3-540-02622-8, [ ], S. 247– (Vorlage:Cite book/URL [abgerufen am -05-]).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref><ref name="BrandtDahmen2004">Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: Mechanik: Eine Einführung in Experiment und Theorie. Hrsg.: Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name. Springer, Vorlage:Cite book/Date, ISBN 978-3-540-21666-7, [ ], S. 67– (Vorlage:Cite book/URL [abgerufen am -05-]).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref> Quantenmechanische Zustände (wie obiges Elektron im Atom) werden allgemein in Produkträumen aus Hilberträumen beschrieben.
Frequenzraum als Alternative
Manche physikalische Systeme können gleichwertig in verschiedenen Räumen beschrieben werden. Die Betrachtungsweise hängt nur mit der Problemstellung zusammen, so ist die technische Bearbeitung bestimmter Fragestellungen in einem der beiden Räume oft einfacher:
- Schwingungen bzw. Wellen können aufgrund der Fouriertransformation wahlweise im Orts- oder im (Orts-)Frequenzraum beschrieben werden.
- In der Elektrodynamik und Quantenmechanik wird der Raum der fouriertransformierten Wahrscheinlichkeitswellen als Impulsraum bezeichnet.<ref name="Scheck2005">Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: Theoretische Physik 3: Klassische Feldtheorie. Von Der Elektrodynamik Zu Den Eichtheorien. Hrsg.: Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name. Springer DE, Vorlage:Cite book/Date, ISBN 978-3-540-23145-5, [ ], S. 221– (Vorlage:Cite book/URL [abgerufen am 31. Januar 2013]).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref><ref name="Münster2010">Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: Quantentheorie. Hrsg.: Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name. Walter de Gruyter, Vorlage:Cite book/Date, ISBN 978-3-11-021528-1, [ ], S. 23– (Vorlage:Cite book/URL [abgerufen am 31. Januar 2013]).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref> Somit gibt es in der Quantenmechanik die Ortsdarstellung sowie die Impulsdarstellung.
- Örtlich periodische Strukturen (Kristallgitter) werden in der Kristallographie bzw. Festkörperphysik wahlweise im Orts- oder im Reziproken Raum (Raum der Ortsfrequenzen) beschrieben.<ref name="Kittel2006">Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name: Einführung in die Festkörperphysik. Hrsg.: Vorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/NameVorlage:Cite book/Name. Oldenbourg Verlag, Vorlage:Cite book/Date, ISBN 978-3-486-57723-5, [ ], S. 35– (Vorlage:Cite book/URL [abgerufen am 31. Januar 2013]).Vorlage:Cite book/URLVorlage:Cite book/Meldung2Vorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/MeldungVorlage:Cite book/Meldung</ref>
Siehe auch
Einzelnachweise
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