Holdings: Physik für Ingenieure

Physik für Ingenieure: mit... 102 Tabellen

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Bibliographic Details
Main Authors:	Hering, Ekbert 1943- (Author), Martin, Rolf (Author), Stohrer, Martin 1943-2008 (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Berlin [u.a.] Springer 2002
Edition:	8. Aufl.
Series:	Springer-Lehrbuch
Subjects:	Elektrizität Physik Festkörperphysik Mechanik Ingenieur Angewandte Physik Thermodynamik Akustik Ingenieurwissenschaften Optik Lehrbuch
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XXIII, 744 S. Ill., zahlr. graph. Darst.
ISBN:	3540429646

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adam_text	EKBERT HERING * ROLF MARTIN * MARTIN STOHRER PHYSIK FUER INGENIEURE 8. AUFLAGE MIT 775 ABBILDUNGEN, 102 TABELLEN UND 2 FALTTAFELN SPRINGER 2008 AGI-INFORMATION MANAGEMENT CONSULTANTS MAY BE USED FOR PERSONAL PURPORSES ONLY OR BY LIBRARIES ASSOCIATED TO DANDELON.COM NETWORK. INHALT VERWENDETE PHYSIKALISCHE SYMBOLE XIX 1. EINFUHRUNG 1 1.1. PHYSIKALISCHER ERKENNTNISPROZESS 1 1.2. BEREICHE DER PHYSIKALISCHEN ERKENNTNIS 2 1.3. PHYSIKALISCHE GROESSEN 5 1.3.1. DEFINITION UND MASSEINHEIT 5 1.3.2. MESSGENAUIGKEIT 9 1.3.3. FEHLERFORTPFLANZUNG 13 1.3.4. KURVENANPASSUNG 13 1.3.5. AUSGLEICHSGERADENKONSTRUKTION 15 1.3.6. KORRELATIONSANALYSE 16 2. MECHANIK 19 2.1. EINFUEHRUNG 19 2.2. KINEMATIK DES PUNKTES 19 2.2.1/ EINDIMENSIONALE KINEMATIK 19 2.2. KL. GESCHWINDIGKEIT . 19 2.2.1.2. BESCHLEUNIGUNG 22 2.2.1.3. EINFACHE SPEZIALFAELLE 24 2.2.2. DREIDIMENSIONALE KINEMATIK 25 2.2.2.1. ORTSVEKTOR UND BAHNKURVE 25 2.2.2.2. GESCHWINDIGKEITSVEKTOR 25 2.2.2.3. BESCHLEUNIGUNGSVEKTOR 26 2.2.3. KREISBEWEGUNGEN 28 2.3. GRUNDGESETZE DER KLASSISCHEN MECHANIK 31 2.3.1. KONZEPT DER KLASSISCHEN DYNAMIK 31 2.3.2. DIE NEWTONSCHEN AXIOME 31 2.3.3. MASSE 32 2.3.4. KRAFT 33 2.4. DYNAMIK IN BEWEGTEN BEZUGSSYSTEMEN 37 2.4.1. RELATIV ZUEINANDER GERADLINIG BEWEGTE BEZUGSSYSTEME 37 2.4.2. GLEICHFOERMIG ROTIERENDE BEZUGSSYSTEME 39 2.5. IMPULS 42 2.5.1. IMPULS EINES MATERIELLEN PUNKTES 42 2.5.2. IMPULS EINES SYSTEMS MATERIELLER PUNKTE 43 2.5.2.1. IMPULSSATZ 44 2.5.2.2. MASSENMITTELPUNKT UND SCHWERPUNKTSATZ 44 2.5.2.3. IMPULSERHALTUNGSSATZ 45 2.5.3. RAKETENGLEICHUNG . . . 45 X INHALT 2.6. ARBEIT UND ENERGIE 47 2.6.1. ARBEIT 47 2.6.2. LEISTUNG, WIRKUNGSGRAD 50 2.6.3. ENERGIE 51 2.6.4. ENERGIEERHALTUNGSSATZ 51 2.7. STOSSPROZESSE 52 2.7.1. UEBERSICHT UND GRUNDBEGRIFFE 52 2.7.2. GERADER, ZENTRALER, ELASTISCHER STOSS 53 2.7.3. GERADER, ZENTRALER, INELASTISCHER STOSS 55 2.7.4. SCHIEFE, ZENTRALE STOESSE 56 2.7.4.1. ELASTISCHE STOESSE 56 2.7.4.2. INELASTISCHE STOESSE 57 2.8. DREHBEWEGUNGEN 58 2.8.1. DREHMOMENT 58 2.8.2. NEWTONSCHES AKTIONSGESETZ DER DREHBEWEGUNG 59 2.8.2.1. DREHIMPULS EINES MATERIELLEN PUNKTES 59 2.8.2.2. DYNAMISCHES GRUNDGESETZ DER ROTATION 59 2.8.3. ARBEIT, LEISTUNG UND ENERGIE BEI DER DREHBEWEGUNG 60 2.8.4. DREHBEWEGUNGEN VON SYSTEMEN MATERIELLER PUNKTE 61 2.8.4.1. DREHIMPULSSATZ 61 2.8.4.2. DREHIMPULSERHALTUNGSSATZ 61 2.8.4.3. ENERGIEERHALTUNGSSATZ 63 2.8.5. ANALOGIE TRANSLATION UND ROTATION 63 2.9. /MECHANIK STARRER KOERPER 63 2.9.1. FREIHEITSGRADE UND KINEMATIK 64 2.9.2. KRAEFTE AM STARREN KOERPER 65 2.9.3. SCHWERPUNKTE UND POTENTIELLE ENERGIE EINES STARREN KOERPERS 67 2.9.4. KINETISCHE ENERGIE EINES STARREN KOERPERS 68 2.9.5. MASSENTRAEGHEITSMOMENTE STARRER KOERPER 70 2.9.6. KREISEL . . . 74 2.10. GRAVITATION 79 2.10.1. BEOBACHTUNGEN 79 2.10.2. NEWTONSCHES GRAVITATIONSGESETZ 81 2.10.3. HUBARBEIT UND POTENTIELLE ENERGIE 83 2.11. MECHANIK DEFORMIERBARER KOERPER 84 2.11.1. DEFORMIERBARER FESTER KOERPER 84 2.11.1.1. ELASTISCHE VERFORMUNG 85 2.11.1.2. PLASTISCHE VERFORMUNG 92 2.11.1.3. HAERTE FESTER KOERPER 94 2.11.2. RUHENDE FLUESSIGKEITEN (HYDROSTATIK) UND GASE (AEROSTATIK) 96 2.11.2.1. DRUCK 96 2.11.2.2. KOMPRESSIBILITAET 98 2.11.2.3. RAUMAUSDEHNUNGSKOEFFIZIENT 99 2.11.2.4. SCHWEREDRUCK 100 2.11.2.5. AUFTRIEB 102 2.11.2.6. GRENZFLAECHENEFFEKTE 104 2.11.3. FLUIDE - STROEMENDE FLUESSIGKEITEN (HYDRODYNAMIK) UND GASE (AERODYNAMIK). 107 2.11.3.1. STROEMUNGSFELD 107 INHALT XI 2.11.3.2. GRUNDGLEICHUNGEN IDEALER (REIBUNGSFREIER) STROEMUNGEN 109 2.11.3.3. STROEMUNGEN REALER FLUESSIGKEITEN UND GASE 120 2.11.3.4. ANWENDUNGEN 133 3. THERMODYNAMIK 140 3.1. GRUNDLAGEN 140 3.1.1. EINFUEHRUNG 140 3.1.2. THERMODYNAMISCHE GRUNDBEGRIFFE 140 3.1.3. TEMPERATUR 143 3.1.4. THERMISCHE AUSDEHNUNG 147 3.1.5. ALLGEMEINE ZUSTANDSGIEICHUNG IDEALER GASE 149 3.2. KINETISCHE GASTHEORIE ; 151 3.2.1. GASDRUCK 151 3.2.2. THERMISCHE ENERGIE UND TEMPERATUR 153 3.2.3. GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNG DER GASMOLEKUELE 154 3.3. HAUPTSAETZE DER THERMODYNAMIK 156 3.3.1. WAERME 156 3.3.2. ERSTER HAUPTSATZ DER THERMODYNAMIK 159 3.3.3. BERECHNUNG DER WAERMEKAPAZITAETEN 162 3.3.4. SPEZIELLE ZUSTANDSAENDERUNGEN IDEALER GASE 165 3.3.4.1. ISOTHERME ZUSTANDSAENDERUNG 165 3.3.4.2^ ISOCHORE ZUSTANDSAENDERUNG 166 $3.4.3. ISOBARE ZUSTANDSAENDERUNG 167 3.3.4.4. ISENTROPE ZUSTANDSAENDERUNG 167 3.3.4.5. POLYTROPE ZUSTANDSAENDERUNG 169 3.3.5. KREISPROZESSE 171 3.3.5.1. CARNOTSCHER KREISPROZESS 172 3.3.5.2. TECHNISCHE KREISPROZESSE 176 3.3.6. ZWEITER HAUPTSATZ DER THERMODYNAMIK 180 3.3.6.1. REVERSIBLE UND IRREVERSIBLE PROZESSE 180, 3.3.6.2. FORMULIERUNGEN DES ZWEITEN HAUPTSATZES 181 3.3.6.3. ENTROPIE 182 3.3.6.4. STATISTISCHE DEUTUNG DER ENTROPIE 185 3.3.7. THERMODYNAMISCHE POTENTIALE 187 3.3.8. DRITTER HAUPTSATZ DER THERMODYNAMIK 188 3.3 $3 3.3 3.4. ZUSTANDSAENDERUNGEN REALER GASE 189 3.4.1. VAN-DER-WAALSSCHE ZUSTANDSGIEICHUNG 190 3.4.2. GASVERFLUESSIGUNG (JOULE-THOMSON-EFFEKT) 192 3.4.3. PHASENUMWANDLUNGEN 193 3.4.3.1. THERMODYRIAMISCHES GLEICHGEWICHT 195 3.4.3.2. GLEICHGEWICHT ZWISCHEN FLUESSIGER UND GASFOERMIGER PHASE 196 3.4.3.3. GLEICHGEWICHT ZWISCHEN FESTER UND FLUESSIGER PHASE 198 3.4.3.4. KOEXISTENZ DREIER PHASEN 198 3.4.4. DAEMPFE UND LUFTFEUCHTIGKEIT 199 3.5. WAERMEUEBERTRAGUNG 203 3.5.1. WAERMELEITUNG 204 3.5.2. KONVEKTION 208 XII INHALT 3.5.3. WAERMESTRAHLUNG 214 3.5.4. WAERMEDURCHGANG 217 4. ELEKTRIZITAET UND MAGNETISMUS 220 4.1. PHYSIKALISCHE GESETZE UND DEFINITIONEN 221 4.1.1. LADUNG 221 4.1.2. R STROMSTAERKE . , 223 4.1.3. SPANNUNG 224 4.1.4. WIDERSTAND UND LEITWERT 225 4.1.5. OHMSCHES GESETZ 228 4.1.6. KIRCHHOFFSCHE REGELN IM VERZWEIGTEN STROMKREIS 228 4.1.7. SCHALTUNG VON WIDERSTAENDEN 230 4.1.8. MESSBEREICHSERWEITERUNG 232 4.1.9. AUSGEWAEHLTE MESSANORDNUNGEN 234 4.1.10. KLEMMENSPANNUNG UND INNERER WIDERSTAND 235 4.1.11. SCHALTUNG VON SPANNUNGSQUELLEN 236 4.1.12. ELEKTRISCHE LEISTUNG UND ELEKTRISCHE ARBEIT 238 4.2. LADUNGSTRARTSPORT IN FLUESSIGKEITEN UND GASEN 240 4.2.1. LADUNGSTRANSPORT IN FLUESSIGKEITEN 240 4.2.1.1. DISSOZIATION UND ELEKTROLYSE 240 4.2.1.2. FARADAYSCHE GESETZE 241 4.2.1.3. ELEKTROCHEMISCHE SPANNUNGSQUELLEN 243 4.2. 1.4. ELEKTROKINETISCHE VORGAENGE 248 / ^.2.2. LADUNGSTRANSPORT IM VAKUUM UND IN GASEN 250 4.2.2.1. LADUNGSTRANSPORT IM VAKUUM 250 4.2.2.2. LADUNGSTRANSPORT IN GASEN 251 4.2.3. PLASMASTROEME 256 4.3. ELEKTRISCHES FELD 257 - 4.3.1. ALLGEMEINER FELDBEGRIFF 257 4.3.2. BESCHREIBUNG DES ELEKTRISCHEN FELDES 258 4.3.3. ELEKTRISCHE FELDSTAERKE UND KRAFT 259 4.3.4. ELEKTRISCHE FELDSTAERKE UND ELEKTROSTATISCHES POTENTIAL 260 4.3.5. BEWEGUNG GELADENER TEILCHEN IM ELEKTRISCHEN FELD 264 4.3.5.1. GRUNDLEGENDE BETRACHTUNGEN 264 4.3.5.2. BEWEGUNG EINES GELADENEN TEILCHENS QUER ZUM ELEKTRISCHEN FELD . . . . 266 4.3.5.3. BEWEGUNG EINES GELADENEN TEILCHENS PARALLEL ZUM ELEKTRISCHEN FELD . . . 267 4.3.5.4. ELEKTRONENSTRAHL-OSZILLOSKOP 267 4.3.5.5. BEWEGUNG ELEKTRISCH GELADENER KOERPER IN EINER FLUESSIGKEIT UND IM ELEKTRISCHEN FELD 268 4.3.6. LEITER IM ELEKTRISCHEN FELD 269 4.3.6.1. ELEKTRISCHE INFLUENZ, ELEKTRISCHE VERSCHIEBUNGSDICHTE UND ELEKTRISCHE FELDSTAERKE 269 4.3.6.2. KONDENSATOR UND KAPAZITAET 272 4.3.7. NICHTLEITER IM ELEKTRISCHEN FELD, ELEKTRISCHE POLARISATION UND PERMITTIVITAETSZAHL 276 4.3.8. ENERGIEINHALT DES ELEKTRISCHEN FELDES . . 285 4.4. MAGNETISCHES FELD 286 4.4.1. BESCHREIBUNG DES MAGNETISCHEN FELDES 286 INHALT XIII 4.4.2. MAGNETISCHE FELDSTAERKE UND DURCHFLUTUNGSGESETZ . 287 4.4.3. MAGNETISCHE FLUSSDICHTE UND KRAFTWIRKUNGEN IM MAGNETFELD 292 4.4.3.1. MAGNETISCHER FLUSS, MAGNETISCHE FLUSSDICHTE . .' 292 4.4.3.2. KRAFTWIRKUNGEN IM MAGNETFELD 293 4.4.4. MATERIE IM MAGNETFELD 300 4.4.4.1. GRUNDBEGRIFFE 300 4.4.4.2. STOFFMAGNETISMUS 301 4.4.4.3. MAGNETISCHE WERKSTOFFE 306 4.5. INSTATIONAERE FELDER 312 4.5.1. ELEKTROMAGNETISCHE INDUKTION 312 4.5.1.1. INDUKTIONSGESETZ 312 4.5.1.2. INDUKTIONSVORGAENGE 313 4.5.1.3. SELBSTINDUKTION ' 316 4.5.1.4. ENERGIE DES MAGNETISCHEN FELDES * 317 4.5.2. PERIODISCHE FELDER (WECHSELSTROMKREIS) 318 4.5.2.1. GRUNDLAGEN DES WECHSELSTROMKREISES 319 4.5.2.2. BAUELEMENTE IM WECHSELSTROMKREIS 320 4.5.2.3. REIHENSCHALTUNG VON BAUELEMENTEN IM WECHSELSTROMKREIS 320 4.5.2.4. PARALLELSCHALTUNG VON BAUELEMENTEN IM WECHSELSTROMKREIS 323 4.5.2.5. LEISTUNG IM WECHSELSTROMKREIS 323 4.5.2.6. DREHSTROM 326 4.5.2.7. TRANSFORMATION VON WECHSELSTROEMEN 327 4.5.2.8. ELEKTRISCHE MASCHINEN 328 4.5.3. EIN-UND AUSSCHALTVORGAENGE IN STROMKREISEN 331 4.5.3.1. EIN-UND AUSSCHALTEN MIT EINEM KONDENSATOR 331 4/5.3.2." EIN- UND AUSSCHALTEN MIT EINER INDUKTIVITAET 332 , 4.5.4. MESSGERAETE 334 4.5.5. ZUSAMMENHANG ELEKTRISCHER UND MAGNETISCHER GROESSEN 338 4.5.5.1. VERGLEICH ELEKTRISCHER UND MAGNETISCHER GROESSEN 338 4.5.5.2. MAXWELLSCHE GLEICHUNGEN 340 5. SCHWINGUNGEN UND WELLEN 343 5.1. SCHWINGUNGEN 343 5.1.1. PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN SCHWINGUNGSFAEHIGER SYSTEME 343 5.1.2. FREIE SCHWINGUNG 347 5.1.2.1. DIFFERENTIALGLEICHUNG DES UNGEDAEMPFTEN FEDER-MASSE-SYSTEMS 347 5.1.2.2. ALLGEMEINE DIFFERENTIALGLEICHUNG DER FREIEN, UNGEDAEMPFTEN HARMONISCHEN SCHWINGUNG 349 5.1.2.3. DIFFERENTIALGLEICHUNGEN UND LOESUNGEN SPEZIELLER MECHANISCHER SCHWINGUNGSSYSTEME 350 5.1.2.4. GESAMTENERGIE DER FREIEN, UNGEDAEMPFTEN SCHWINGUNG 354 5.1.2.5. ELEKTROMAGNETISCHE SCHWINGUNG 355 5.1.2.6. FREIE GEDAEMPFTE SCHWINGUNG 358 5.1.2.7. GEDAEMPFTE ELEKTROMAGNETISCHE SCHWINGUNG 363 5.1.3. ERZWUNGENE SCHWINGUNG 365 5.1.3.1. DIFFERENTIALGLEICHUNG DER ERZWUNGENEN SCHWINGUNG 365 5.1.3.2. LOESUNG DER DIFFERENTIALGLEICHUNG DER ERZWUNGENEN GEDAEMPFTEN SCHWINGUNG 365 5.1.3.3. AMPLITUDENRESONANZFUNKTION 367 5.1.3.4.- PHASENRESONANZFUNKTION 369 XIV INHALT 5.1.4. UEBERLAGERUNG VON SCHWINGUNGEN ' 370 5.1.4.1. UEBERLAGERUNG HARMONISCHER SCHWINGUNGEN GLEICHER RAUMRICHTUNG UND GLEICHER FREQUENZ ' 370 5.1.4.2. UEBERLAGERUNG HARMONISCHER SCHWINGUNGEN GLEICHER RAUMRICHTUNG MIT GERINGEN FREQUENZUNTERSCHIEDEN (SCHWEBUNG) 372 5.1.4.3. UEBERLAGERUNG HARMONISCHER SCHWINGUNGEN GLEICHER RAUMRICHTUNG MIT ^ GANZZAHLIGEN FREQUENZVERHAELTNISSEN (FOURIER-ANALYSE) . 373 5.1.4.4. UEBERLAGERUNG HARMONISCHER SCHWINGUNGEN MIT GANZZAHLIGEM FREQUENZVERHAELTNIS, DIE SENKRECHT ZUEINANDER SCHWINGEN (LISSAJOUS-FIGUREN) 376 5.1.5. SCHWINGUNGEN MIT MEHREREN FREIHEITSGRADEN (GEKOPPELTES SCHWINGUNGSSYSTEM) 378 5.1.6. NICHTLINEARE SCHWINGER 381 5.1.7. PARAMETRISCH ERREGTE SCHWINGUNGEN 382 5.2. WELLEN * 382 5.2.1. PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN DER WELLENAUSBREITUNG 382 5.2.2. HARMONISCHE WELLEN 386 5.2.2.1. MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG "HARMONISCHER WELLEN 386 5.2.2.2. ENERGIETRANSPORT 386 5.2.2.3. PHASENGESCHWINDIGKEIT 387 5.2.3. DOPPLER-EFFEKT 390 5.2.4. INTERFERENZ 392 5.2.4.1. UEBERLAGERUNG VON WELLEN GLEICHER FREQUENZ . 392 5.2.4.2. STEHENDE WELLEN 394 5.2.4.3. BEUGUNG * * * * A 397 5FOE.4.4. UEBERLAGERUNG VON WELLEN UNTERSCHIEDLICHER FREQUENZ 399 6. OPTIK 402 6.1. EINFUEHRUNG 402 6.2. GEOMETRISCHE OPTIK 403 6.2.1. LICHTSTRAHLEN 403 6.2.2. REFLEXION DES LICHTES 404 6.2.2.1. REFLEXION AN EBENEN FLAECHEN 404 6.2.2.2. REFLEXION AN GEKRUEMMTEN FLAECHEN 405 6.2.3. BRECHUNG DES LICHTES 409 6.2.3.1. BRECHUNG AN EBENEN GRENZFLAECHEN 409 6.2.3.2. BRECHUNG AN EINEM PRISMA 413 6.2.3.3. BRECHUNG AN KUGELFLAECHEN 416 6.2.4. ABBILDUNG DURCH LINSEN 418 6.2.4.1. DUENNE LINSEN 418 6.2.4.2. DICKE LINSEN 422 6.2.4.3. LINSENSYSTEME 424 6.2.5. BLENDEN IM STRAHLENGANG 425 6.2.6. ABBILDUNGSFEHLER 426 6.2.7. OPTISCHE INSTRUMENTE 426 6.2.7.1. DAS MENSCHLICHE AUGE 426 6.2.7.2. LUPE 429 6.2.7.3. MIKROSKOP 430 6.2.7.4. * FERNROHR 431 6.2.7.5. PHOTOAPPARAT 434 INHALT XV 6.3. RADIO- UND PHOTOMETRIE : 435 6.3.1. EINFUEHRUNG 435 6.3.2. STRAHLUNGSPHYSIKALISCHE GROESSEN 436 6.3.3. LICHTTECHNISCHE GROESSEN 441 6.4. WELLENOPTIK 444 6.4.1. 6.4.1.1. 6.4.1.2. 6.4.1.3. 6.4.1 6.4.1 6.4.1 6.4.1 6.4.1 6.4.1 6.4.2. 6.4.2.1. 6.4.2.2. 6.4.2.3. 6.4.2.4. .1.4. .1.5. ,1.6. ,1.7. ,1.8. .1.9. INTERFERENZ UND BEUGUNG 444 KOHAERENZ 444 INTERFERENZEN AN DUENNEN SCHICHTEN 446 INTERFEROMETER 450 BEUGUNG AM SPALT 452 AUFLOESUNGSVERMOEGEN OPTISCHER INSTRUMENTE 455 BEUGUNG AM GITTER 456 SPEKTRAL APPARATE 459 ROENTGENBEUGUNG AN KRISTALLGITTERN 462 HOLOGRAPHIE 465 POLARISATION DES LICHTES 468 EINFUEHRUNG 468 ERZEUGUNG VON POLARISIERTEM LICHT 470 TECHNISCHE ANWENDUNGEN DER DOPPELBRECHUNG , 473 OPTISCHE AKTIVITAET 475 6.5. QUANTENOPTIK 477 6.5.1. LICHTQUANTEN 477 6.5.1.1. LICHTELEKTRISCHER EFFEKT 477 6.5.1.2. COMPTON-EFFEKT 479 6J.2. '- DUALISMUS TEILCHEN-WELLE 481 (K5.3. WAERMESTRAHLUNG 482 6.5.4. LASER 483 6.5.5. MATERIEWELLEN 486 6.5.5.1. DE-BROGLIE-BEZIEHUNG 486 6.5.5.2. HEISENBERGSCHE UNSCHAERFERELATION 488 7. AKUSTIK 490 7.1. EINFUEHRUNG 490 7.2. SCHALLWELLEN 490 7.2.1. SCHALLAUSBREITUNG 490 7.2.2. SCHALLWANDLER 495 7.2.3. SCHALLWELLEN AN GRENZFLAECHEN 499 7.3. SCHALLEMPFINDUNG 504 7.3.1. PHYSIOLOGISCHE AKUSTIK 504 7.3.2. MUSIKALISCHE AKUSTIK 507 7.4. TECHNISCHE AKUSTIK 510 7.4.1. RAUMAKUSTIK 510 7.4.2. LUFTSCHALLDAEMMUNG 512 7.4.3. KOERPERSCHALLDAEMMUNG 513 7.4.4. STROEMUNGSGERAEUSCHE 516 7.4.5. .ULTRASCHALL 517 XVI INHALT 8. ATOM- UND KERNPHYSIK 519 8.1. BOHRSCHES ATOMMODELL 520 8.1.1. OPTISCHES SPEKTRUM DES WASSERSTOFFATOMS 520 8.1.2. BOHRSCHE POSTULATE 522 8.1.3. QUANTENBEDINGUNGEN NACH BOHR/SOMMERFELD 524 8.2. QUANTENTHEORIE 525 8.2.1. HAMILTON-OPERATOR 525 * 8.2.2. SCHROEDINGER-GLEICHUNG 528 8.2.3. UNSCHAERFERELATION 533 8.2.4. QUANTENMECHANIK DES WASSERSTOFFATOMS 537 8.2.5. QUANTEN-HALL-EFFEKT 541 8.2.5.1. FREIES ELEKTRON IM MAGNETFELD (QUANTENMECHANISCH) 541 8.2.5.2. QUANTEN-HALL-EFFEKT 543 8.2.6. TUNNELMIKROSKOP 546 8.3. BAHN- UND SPINMAGNETISMUS 548 8.3.1. ZEEMAN-UND STARK-EFFEKT 549 8.3.2. ELEKTRONEN- UND KERNSPINRESONANZ 549 8.4. SYSTEMATIK DES ATOMBAUS 553 8.4.1. PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE 553 8.4.2. AUFBAU DER ELEKTRONENHUELLE 553 8.5. ROENTGENSTRAHLUNG 555 8/5.1. BREMSSTRAHLUNG UND CHARAKTERISTISCHE STRAHLUNG 555 ' 8.5.2. ABSORPTION VON ROENTGENSTRAHLUNG, COMPUTERTOMOGRAPHIE 556 8.6. MOLEKUELSPEKTREN 558 8.6.1. POTENTIALKURVE 558 8.6.2. ROTATIONS-SCHWINGUNGS-SPEKTRUM 560 8.6.3. RAMAN-EFFEKT 562 8.7. AUFBAU DER ATOMKERNE 563 8.7.1. GROESSE UND LADUNGSVERTEILUNG 563 8.7.2. KERNMODELLE 565 8.7.2.1. TROEPFCHENMODELL 567 8.7.2.2. SCHALENMODELL 570 KERNUMWANDLUNG 573 RADIOAKTIVER ZERFALL 573 .1. STRAHLENARTEN 573 .2. ZERFALLSREAKTIONEN 573 .3. RADIOAKTIVES ZERFALLSGESETZ 576 .4. MESSUNG IONISIERENDER STRAHLUNG 578 .5. ANWENDUNG RADIOAKTIVER STOFFE 581 8.8.2. KERNREAKTIONEN 586 8.8.2.1. ENERGETIK 587 8.8.2.2. WIRKUNGSQUERSCHNITT 588 8.8.3. KERNSPALTUNG UND KERNREAKTOREN 590 8.8.3.1. KERNSPALTUNG 590 8.8.3.2. ' KERNREAKTOREN 592 INHALT XVII 8.8.3.3. REAKTORTYPEN 8.8.4. KERNFUSION 8.8.4.1. FUSIONSREAKTION 8.8.4.2. EXPERIMENTE ZUR KONTROLLIERTEN KERNFUSION 5.9. ELEMENTARTEILCHEN 8.9.1. EINTEILUNG 8.9.2. ERHALTUNGSSAETZE 8.9.3. FUNDAMENTALE WECHSELWIRKUNGEN 1.10. STRAHLENSCHUTZ, 8.10.1. WECHSELWIRKUNG DER STRAHLUNG MIT MATERIE 8.10.2. DOSISGROESSEN 8.10.3. BIOLOGISCHE WIRKUNG DER STRAHLUNG . . . 8.10.4. DOSISMESSUNG 8.10.5. STRAHLENSCHUTZMASSNAHMEN 594 596 596 599 601 603 607 608 610 610 618 622 625 627 9. FESTKOERPERPHYSIK 633 9.1. STRUKTUR FESTER KOERPER 9.1.1. KRISTALLBINDUNGSARTEN 9.1.1.1. VAN-DER-WAALSSCHE BINDUNG 9.1.1.2. KOVALENTE (HOMOEOPOLARE) BINDUNG 9.1.1.3. IONENBINDUNG 9.1.1.4. METALLISCHE BINDUNG 9/1.2. AE KRISTALLINE STRUKTUREN 9 .1.2.1. KRISTALLSYSTEME 9.1.2.2. DICHTESTE KUGELPACKUNGEN 9.1.2.3. RICHTUNGEN UND EBENEN IM KRISTALLGITTER . . . 9.1.3. GITTERFEHLER 9.1.3.1. PUNKTFEHLER 9.1.3.2. LINIENFEHLER 9.1.3.3. FLAECHENFEHLER 9.1.4. AMORPHE WERKSTOFFE 9.1.5. MAKROMOLEKULARE FESTKOERPER .9.1.5.1. STRUKTUR UND EIGENSCHAFTEN DER POLYMERWERKSTOFFE 9.1.5.2. SPEZIELLE EIGENSCHAFTEN DER POLYMERWERKSTOFFE 9.1.6. AUSGEWAEHLTE WERKSTOFFE . . . 9.1.6.1. VERBUNDWERKSTOFFE . 9.1.6.2. FORMGEDAECHTNIS-LEGIERUNGEN 9.1.7. FLUESSIGKRISTALLE 9.1.7.1. AUFBAU UND STRUKTUR 9.1.7.2. EIGENSCHAFTEN 9.1.7.3. ANWENDUNGSBEREICHE 9.2. ELEKTRONEN IN FESTKOERPERN . . 9.2.1. ENERGIEBAENDER-MODELL 9.2.2. METALLE 9.2.3. HALBLEITER . . . . 9.2.3.1. EIGENLEITUNG . . . 9.23.2. STOERSTELLENLEITUNG 9.2.3.3. .PN-UEBERGANG . . . 633 633 633 634 634 635 636 636 637 638 639 639 639 641 641 642 643 644 646 646 650 652 652 653 653 654 654 657 662 663 665 667 XVIII INHALT 9.2.3.4. TRANSISTOR 671 9.2.4. SUPRALEITUNG 674 9.3. THERMODYNAMIK FESTER KOERPER 678 ** 9.3.1. GITTERSCHWINGUNGEN 678 9.3.1.1. SCHWINGENDE GITTERBAUSTEINE UND PHONONEN 678 9.3.1.2. MOLARE UND SPEZIFISCHE WAERMEKAPAZITAET 681 9.3.1.3. WAERMELEITFAEHIGKEIT 683 9.3.2. EFFEKTE IM ZUSAMMENHANG MIT WAERMEFLUSS UND ELEKTRISCHEM STROM . -. . 685 9.3.2.1. GALVANOMAGNETISCHE UND THERMOMAGNETISCHE EFFEKTE 685 9.3.2.2. THERMOELEKTRISCHE EFFEKTE 686 9.3.3. PIEZOELEKTRIZITAET 688 9.4. OPTOELEKTRONISCHE HALBLEITER-BAUELEMENTE 690 9.4.1. 'STRAHLUNGSQUELLEN 690 9.4.1.1. LUMINESZENZDIODEN 690 9.4.1.2. HALBLEITERLASER 691 9.4.2. EMPFAENGER 693 9.4.2.1. ABSORPTION ELEKTROMAGNETISCHER STRAHLUNG 693 9.4.2.2. PHOTOWIDERSTAND 694 9.4.2.3. PHOTODIODEN 695 9.4.2.4. PHOTOTRANSISTOR ". 698 10. SPEZIELLE RELATIVITAETSTHEORIE 699 10.1. /RELATIVITAET DES BEZUGSSYSTEMS 699 10.2. LORENTZ-TRANSFORMATION 701 !*. 10.3. RELATIVISTISCHE EFFEKTE 703 F 10.3.1. LAENGENKONTRAKTION 703 J 10.3.2. ZEITDILATATION 703 I 10.3.3. RELATIVISTISCHE ADDITION DER GESCHWINDIGKEITEN 705 I ! 10.4. RELATIVISTISCHE DYNAMIK 705 : 10.5. SPEZIELLE RELATIVITAETSTHEORIE IN DER ELEKTRODYNAMIK 708 10.5.1. ELEKTRODYNAMISCHE KRAFT 708 I ' 10.5.2. DOPPLER-EFFEKT DES LICHTES 709 I I 11. ANHANG 712 I 11.1. LOESUNGEN DER UEBUNGSAUFGABEN 712 I 11.2. NOBELPREISTRAEGER DER PHYSIK 717 J 12. SACHWORTVERZEICHNIS 724 I I ! , 13. PERIODENSYSTEM DER ELEMENTE 745
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