Physik: Bachelor-Edition
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Weinheim
WILEY-VCH
2007
|
| Ausgabe: | Bachelor-Ed. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIV, 928 S. zahlr. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783527407460 3527407464 |
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l/erzeichnis
1
Messung unä Maßeinheiten
M
1-2 Das internationale Einheitensystem
1-3 Einheiten umwandeln. 3
1-4 Länge. 5
1-5 Zeit. 6
1-6 Masse. 9
Zusammenfassung. 10
21._._._._. _.
Geradlinige Bewegung .
2-1 Bewegung. 12
2-2 Ort und Verschiebung. 12
2-3 Durchschnittsgeschwindigkeit. 13
2-4 Momentangeschwindigkeit. 16
2-5 Beschleunigung. 19
2-6 Gleichmäßig beschleunigte Bewegung:
Ein Sonderfall. 22
2-7 Ein weiterer Zugang zur gleichmäßig
beschleunigten Bewegung. 25
2-8 Der freie Fall . 25
Zusammenfassung. 29
3
Vektoren
3-ї Vektoren und Skalare. 32
3-2 , Geometrische Addition von Vektoren. 32
3-3 Komponenten von Vektoren. 34
3-4 Einheitsvektoren. 39
3-5 Vektoren komponentenweise addieren. 40
3-6 Vektoren und physikalische Gesetze. 42
3-7 Multiplikation von Vektoren. 43
Zusammenfassung. 47
4»
Bewegung in zwei und drei Dimensionen
4-1 Bewegung in zwei oder drei
Dimensionen. 50
4-2 Ort und Verschiebung. 50
4-3 Durchschnittsgeschwindigkeit und
Momentangeschwindigkeit. 52
4-4 Durchschnittsbeschleunigung und
Momentanbeschleunigung. 54
4-5 Wurfbewegungen. 57
4-6 Analyse der Wurfbewegung. 58
4-7 Die gleichförmige Kreisbewegung. 65
4-8 Relativbewegung in einer Dimension. 67
4-9 Relativbewegung in zwei Dimensionen. 69
Zusammenfassung. 71
5
Kraft und Bewegung -
5-1 Wodurch wird Beschleunigung
verursacht?. 74
5-2 Das erste newtonsche Gesetz. 74
5-3 Kraft. 75
5-4 Masse. 76
5-5 Das zweite newtonsche Gesetz. 77
5-6 Einige besondere Kräfte. 83
5-7 Das dritte newtonsche Gesetz. 88
5-8 Anwendung der newtonschen Gesetze. 89
Zusammenfassung. 98
6
Kraft
6-1 Reibung. 100
6-2 Eigenschaften der Reibung. 101
Inhaltsverzeichnis
IX
6-3 Strömungswiderstand und
Endgeschwindigkeit. 106
6-4 Gleichförmige Kreisbewegung. 109
Zusammenfassung. 1 15
im._._._._
Kinetische Energie und Arbeit
7-1 Energie. 118
7-2 Arbeit. 119
7-3 Arbeit und kinetische Energie. 120
7-4 Von der Gravitationskraft verrichtete
Arbeit. 124
7-5 Von einer Federkraft verrichtete
Arbeit. 130
7-6 Von einer allgemeinen veränderlichen
Kraft verrichtete Arbeit. 133
7-7 Leistung. 136
Zusammenfassung . 139
8Ш
Potenzielle Energie und Energieerhaltung
8-1 Potenzielle Energie. 142
8-2 Wegunabhängigkeit von konservativen
Kräften. 143
8-3 Berechnung der potenziellen Energie . 145
8-4 Der Energieerhaltungssatz der
Mechanik. 149
8-5 Grafische Darstellung der potenziellen
Energie. 153
8-6 Von einer äußeren Kraft an einem
System verrichtete Arbeit. 156
8-7 Energieerhaltung. 160
Zusammenfassung. 164
9Ł
Systeme von Teilchen
9-1 Ein besonderer Punkt. 168
9-2 Der Schwerpunkt. 168
9-3 Das zweite newtonsche Axiom für ein
Teilchensystem. 173
9-4 Der Impuls eines Teilchens. 177
9-5 Der Impuls eines Teilchensystems. 177
9-6 Die Impulserhaltung. 179
9-7 Systeme mit veränderlicher Masse:
Eine Rakete. 183
9-8 Äußere Kräfte und Änderungen der
inneren Energie. 186
Zusammenfassung. 189
10Ł_
Stoßprozesse
10-1 Was ist ein Stoß?. 192
10-2 Kraftstoß und Impuls. 193
10-3 Impuls und kinetische Energie bei
Stoßprozessen. 196
10-4 Inelastische, eindimensionale Stöße. 197
10-5 Elastische, eindimensionale Stöße. 201
10-6 Zweidimensionale Stöße. 205
Zusammenfassung. 207
11Я_
Die Rotation
11-1 Translation und Rotation. 210
11-2 Rotationsvariable. 210
11-3 Sind Winkelgrößen Vektoren?. 214
11-4 Rotation mit konstanter
Winkelbeschleunigung. 215
11-5 Beziehungen zwischen den Variablen für
lineare Bewegung und Rotation. 217
11-6 Die kinetische Energie der Rotation. 220
11-7 Berechnung des Trägheitsmoments. 221
11-8 Das Drehmoment. 225
11-9 Das zweite newtonsche Axiom für die
Rotation. 226
11-10 Arbeit und kinetische Energie der
Rotation. 229
Zusammenfassung. 234
Rollen, Drehmoment und Drehimpuls
12-1 Rollen. 238
12-2 Die kinetische Energie der
Rollbewegung. 240
12-3 Kräfte bei der Rollbewegung. 241
12-4 EinJo-Jo. 243
12-5 Eine erweiterte Definition des
Drehmoments. 244
12-6 Der Drehimpuls. 246
12-7 Das zweite newtonsche Axiom in
Winkelschreibweise. 248
12-8 Der Drehimpuls eines Teilchensystems. 250
12-9 Der Drehimpuls eines rotierenden
starren Körpers. 251
12-10 Die Erhaltung des Drehimpulses. 254
Zusammenfassung. 261
χ
Inhaltsverzeichnis
1
Gleichgewicht und Elastizität
13-1 Gleichgewicht. 264
13-2 Bedingungen für das Gleichgewicht. 265
13-3 Das Gravitationszentrum. 266
13-4 Beispiele für statische Gleichgewichte . 268
13-5 Unterbestimmte Strukturen. 275
13-6 Elastizität. 277
Zusammenfassung. 281
1
Gravitation
14-1 Die Gravitationskraft in unserem
Kosmos. 284
14-2 Das newtonsche Gravitationsgesetz. 284
14-3 Gravitation und das
Superpositionsprinzip. 286
14-4 Die Gravitation in der Nähe der
Erdoberfläche. 289
14-5 Die Gravitation innerhalb der Erde. 292
14-6 Die potenzielle Energie der Gravitation . 293
14-7 Planeten und Satelliten:
Die keplerschen Gesetze. 298
14-8 Satelliten: Umlaufbahnen und Energie . 302
14-9 Einstein und die Gravitation. 305
Zusammenfassung. 306
1
Fluide
15-1
15-2 Was ist ein
15-3 Dichte und Druck. 310
15-4 Ruhende
15-5 Druckmessung. 316
15-6 Das pascalsche Prinzip. 317
15-7 Das archimedische Prinzip. 318
15-8 Ideale
15-9 Die Kontinuitätsgleichung. 323
15-10 Die Bernoulli-Gleichung. 326
Zusammenfassung . 330
Schwingungen
16-1 Schwingungen.
16-2 Harmonische Schwingungen
332
332
16-3 Das Kraftgesetz der harmonischen
Schwingung. 335
16-4 Die Energie der harmonischen
Schwingung. 339
16-5 Das Torsionspendel. 341
16-6 Pendel. 342
16-7 Harmonische Schwingungen und die
gleichförmige Kreisbewegung. 347
16-8 Gedämpfte harmonische
Schwingungen. 348
16-9 Erzwungene Schwingungen und
Resonanz. 351
Zusammenfassung. 354
f
Wellen
17-1 Wellen und Teilchen. 358
17-2 Wellenarten. 358
17-3 Transversale und
17-4 Wellenlänge und Frequenz. 360
17-5 Die Geschwindigkeit einer
fortlaufenden Welle. 362
17-6 Die Wellengeschwindigkeit für ein
gespanntes Seil. 366
17-7 Energie und Leistung einer
fortlaufenden Seilwelle. 368
17-8 Das Superpositionsprinzip für Wellen . 371
17-9 Die Interferenz von Wellen. 371
17-10 Darstellung einer Welle durch einen
Vektor. 375
17-11 Stehende Wellen. 376
17-12 Stehende Wellen und Resonanz. 379
Zusammenfassung. 381
1
Wellen
18-1 Schallwellen. 384
18-2 Die Schallgeschwindigkeit. 384
18-3 Ausbreitung von Schallwellen. 387
18-4 Interferenz. 390
18-5 Schallintensität und Schallpegel. 392
18-6 Musikalische Töne. 396
18-7 Schwebungen. 399
18-8 Der Doppler-Effekt. 400
18-9 Überschallgeschwindigkeiten und
Schockwellen. 405
Zusammenfassung. 406
Inhaltsverzeichnis | | XT
1
Temperatur, Wärme und der erste Hauptsatz der
Thermodynamik
19-1 Thermodynamik. 410
19-2 Der nullte Hauptsatz der
Thermodynamik. 410
19-3 Temperaturmessung. 41 1
19-4 Die Celsius- und die Fahrenheit-Skalen . 413
19-5 Wärmeausdehnung. 415
19-6 Temperatur und Wärme. 418
19-7 Die Wärmeaufnahme bei Festkörpern
und Flüssigkeiten. 419
19-8 Wärme und Arbeit:
Eine ausführlichere Betrachtung. 424
19-9 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik 426
19-10 Einige Beispiele für den ersten
Hauptsatz der Thermodynamik. 427
Zusammenfassung. 429
Die kinetische Gastheorie
20-1 Gase unter einem neuen Blickwinkel. 432
20-2 Die Avogadro-Zahl. 432
20-3 IdealeGase. 433
20-4 Druck, Temperatur und mittlere
Geschwindigkeit. 436
20-5 Die kinetische Translationsenergie. 439
20-6 Die mittlere freie Weglänge. 440
20-7 Die Verteilungsfunktion der
Molekülgeschwindigkeiten. 442
20-8 Die molaren spezifischen Wärmen
idealer Gase. 446
Zusammenfassung . 450
Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
21-1 Gerichtete Prozesse. 454
21-2 Entropieänderungen. 455
21-3 Der zweite Hauptsatz der
Thermodynamik. 459
21-4 Die Entropie in Aktion: Maschinen. 460
21-5 Die Entropie in Aktion: Kältemaschinen. 466
21-6 Die Wirkungsgrade realer Maschinen. 467
21-7 Eine statistische Interpretation der
Entropie. 468
Zusammenfassung. 472
Elektrische Ladung
22-1 Elektromagnetismus. 476
22-2 Elektrische Ladung. 476
22-3 Leiter und Isolatoren. 478
22-4 Das coulombsche Gesetz. 479
Zusammenfassung. 487
2Ш
Elektrische Felder
23-1 Ladungen und Kräfte - genauer
betrachtet. 490
23-2 Das elektrische Feld. 490
23-3 Elektrische Feldlinien. 491
23-4 Das elektrische Feld einer Punktladung . 493
23-5 Das Feld eines elektrischen Dipols. 495
23-6 Das elektrische Feld einer linearen
Ladungsverteilung. 496
23-7 Das elektrische Feld einer geladenen
Scheibe. 502
23-8 Verhalten einer Punktladung in einem
elektrischen Feld. 503
23-9 Verhalten eines Dipols in einem
elektrischen Feld. 505
Zusammenfassung. 508
Der gaußsche Satz
24-1 Das coulombsche Gesetz in neuem
Licht. 510
24-2 Fluss. 510
24-3 Fluss eines elektrischen Felds. 511
24-4 Der gaußsche Satz. 515
24-5 Gaußscher Satz und coulombsches
Gesetz. 517
24-6 Eigenschaften eines geladenen,
isolierten Leiters. 518
Zusammenfassung. 521
Elektrisches Potenzial
25-1 Elektrische potenzielle Energie. 524
25-2 Elektrisches Potenzial. 525
25-3 Äquipotenzialflächen. 528
25-4 Berechnung des Potenzials
aus dem Feld. 529
25-5 Potenzial einer Punktladung. 531
XIII
Inhaltsverzeichnis
25-6
25-7
25-8
25-9
Potenzial einer Gruppe von
Punktladungen.
Potenzial eines elektrischen Dipols .
Potenzial einer kontinuierlichen
Ladungsverteilung.
Berechnung des elektrischen Felds
aus dem elektrischen Potenzial.
25-10 Elektrische potenzielle Energie eines
Systems von Punktladungen.
25-11 Potenzial eines geladenen, isolierten
leitenden Körpers.
Zusammenfassung.
28-6 Verzweigte Stromkreise. 589
532 28-7 Amperemeter und Voltmeter. 597
534 28-8 RC-Kreise. 597
Zusammenfassung. 601
536
538
541
543
Kapazität
26-1 Kondensatoren und ihre Anwendungen,
26-2 Kapazität.
26-3 Berechnung der Kapazität.
26-4 Parallelschaltungen und Reihen¬
schaltungen von Kondensatoren.
Zusammenfassung.
546
546
548
552
555
Elektrischer Strom und Widerstand
27-1 Ladung in Bewegung: Elektrische
Ströme.
27-2 Elektrischer Strom.
27-3 Stromdichte.
27-4 Widerstand und spezifischer
Widerstand.
27-5 Ohmsches Gesetz.
27-6 Das ohmsche Gesetz - mikroskopisch
betrachtet.
27-7 Elektrische Leistung in Stromkreisen.
27-8 Halbleiter.
27-9 Supraleiter.
Zusammenfassung.
558
558
561
565
569
570
572
574
575
576
Stromkreise
28-1 „Pumpen" von Ladung. 580
28-2 Arbeit, Energie und Spannung. 580
28-3 Berechnung des Stroms in einem
unverzweigten Stromkreis. 582
28-4 Weitere unverzweigte Stromkreise. 584
28-5 Potenzialdifferenzen. 586
540 Magnetfelder
29-1 Das Magnetfeld^. 604
29-2 Definition von
29-3 Gekreuzte Felder: Die Entdeckung
des Elektrons. 609
29-4 Gekreuzte Felder: Der Hall-Effekt. 610
29-5 Geladene Teilchen auf einer Kreisbahn. 613
29-6 Zyklotron und Synchrotron. 618
29-7 Magnetische Kraft auf einen
stromdurchf
29-8 Drehmoment auf eine
stromdurchflossene Drahtschleife. 622
29-9 Magnetisches Dipolmoment. 625
Zusammenfassung
627
Magnetfelder aufgrund von Strömen
30-1 Das Magnetfeld eines Stroms. 630
30-2 Die Kraft zwischen parallelen Strömen. 636
30-3 Das amperesche Gesetz. 638
Zusammenfassung. 641
Induktion und Induktivität
31-1 Zwei symmetrische Situationen. 644
31-2 Zwei Experimente. 644
31-3 Das faradaysche Induktionsgesetz. 645
31-4 Die lenzsche Regel. 648
31-5 Induktion und Energietransfer. 651
31-6 Induzierte elektrische Felder. 654
31-7 Induktivität. 658
31-8 Selbstinduktion. 659
Zusammenfassung. 661
Magnetismus und Materie: Die maxwellschen
Gleichungen
32-1 Magnete. 664
32-2 Der gaußsche Satz für Magnetfelder. 664
32-3 Der Erdmagnetismus. 665
Inhaltsverzeichnis
ЇХНІ
32-4 Der Magnetismus von Elektronen. 666
32-5 Magnetische Materialien. 670
32-6 Diamagnetismus. 671
32-7 Paramagnetismus. 672
32-8 Ferromagnetismus. 674
32-9 Induzierte magnetische Felder. 677
32-10 Der Verschiebungsstrom. 680
32-11 Die maxwellschen Gleichungen. 682
Zusammenfassung. 683
Elektromagnetische Schwingkreise und Wechselstrom
33-1 Neue Physik-alte Mathematik. 686
33-2 LC-Schwingungen:
Eine qualitative Diskussion. 686
33-3 Die Analogie: Elektrischer und
mechanischer Schwingkreis. 689
33-4 LC-Schwingungen:
Eine quantitative Diskussion. 690
33-5 Gedämpfte Schwingungen in einem
RLC-Kreis. 694
33-6 Wechselstrom. 695
33-7 Erzwungene Schwingungen. 696
Zusammenfassung. 697
Elektromagnetische Wellen
34-1
34-2 Fortpflanzung elektromagnetischer
Wellen: Qualitative Betrachtung. 701
34-3 Fortpflanzung elektromagnetischer
Wellen: Quantitative Betrachtung. 704
34-4 Energietransport und Poynting-Vektor. 707
34-5 Der Strahlungsdruck. 709
34-6 Polarisation. 712
34-7 Reflexion und Brechung. 716
34-8 Innere Totalreflexion. 721
34-9 Polarisation durch Reflexion. 723
Zusammenfassung. 724
Abbildungen
35-1 Zwei Arten von Bildern. 728
35-2 EbeneSpiegel. 729
35-3 Kugelspiegel. 730
35-4 Abbildungen an Kugelspiegeln. 732
35-5 Sphärische brechende Flächen. 735
Zusammenfassung. 741
Interferenz
36-1 Interferenz. 744
36-2 Licht als Welle. 744
36-3 Beugung. 748
36-4 Der Doppelspaltversuch von
36-5 Kohärenz. 753
36-6 Intensitäten bei der Interferenz
am Doppelspalt. 753
36-7 Interferenz an dünnen Schichten. 757
36-8 Das Michelson-Interferometer. 764
Zusammenfassung. 765
Beugung
37-1 Beugung und die Wellentheorie des
Lichts. 768
37-2 Beugung am Einzelspalt: Lokalisierung
der
37-3 Intensitäten bei der Beugung am
Einzelspalt - qualitative Betrachtung . 772
37-4 Intensitäten bei der Beugung am
Einzelspalt - quantitative Betrachtung . 773
37-5 Beugung an einer kreisrunden Öffnung. 776
37-6 Beugung am Doppelspalt. 779
37-7 Beugungsgitter. 782
37-8 Beugungsgitter:
Dispersion und Auflösungsvermögen. 785
37-9 Röntgenbeugung. 788
Zusammenfassung . 790
Relativitätstheorie
38-1 Womit beschäftigt sich die
Relativitätstheorie?. 792
38-2 Die
38-3 Messung von Ereignissen. 794
38-4 Die Relativität der Gleichzeitigkeit. 795
38-5 Die Relativität der Zeit. 797
38-6 Die Relativität der Länge. 802
38-7 Die Lorentz-Transformation. 804
38-8 Einige Folgen aus den
Lorentz-Gleichungen. 806
Zusammenfassung. 809
XIV
Inhaltsverzeichnis
Photonen und Materiefelder
39-1 Eine neue Welt. 812
39-2 Das Photon: Teilchen des Lichts. 812
39-3 Der photoelektrische Effekt. 814
39-4 Photonen haben einen Impuls. 818
39-5 Licht als Wahrscheinlichkeitswelle. 821
39-6 Elektronen und Materiewellen. 823
39-7 Die Schrödinger-Gleichung. 826
39-8 Die heisenbergsche Unschärferelation . 829
39-9 Der Tunneleffekt. 830
Zusammenfassung. 833
Mehr über Materiewellen
40-1 Der Aufbau der Atome. 836
40-2 Wellen auf einem Seil und
Materiewellen. 836
40-3 Die Energie eines Elektrons in einer
Elektronenfalle. 837
40-4 Die Wellenfunktionen eines Elektrons ¡n
einem Kastenpotenzial. 841
40-5 Ein Elektron in einem endlichen
Kastenpotenzial. 846
40-6 Weitere Elektronenfallen. 848
40-7 Zwei- und dreidimensionale
Elektronenfallen. 850
40-8 Das Wasserstoffatom. 852
Zusammenfassung. 861
4!
Atome
41-1 Unser atomares Weltbild. 864
41-2 Einige Eigenschaften von Atomen. 864
41-3 Der Spin des Elektrons. 866
41-4 Drehimpulse und magnetische
Dipolmomente. 867
41-5 Das Stern-Gerlach-Experiment. 869
Zusammenfassung. 872
4!
Elektrische Leitfähigkeit von Festkörpern
42-1 Festkörper. 874
42-2 Die elektrischen Eigenschaften
von Festkörpern. 874
42-3 Die Energieniveaus in einem
kristallinen Festkörper. 875
42-4 Nichtleiter. 876
42-5 Metalle. 877
42-6 Halbleiter. 883
Zusammenfassung. 885
41
Kernphysik
43-1 Die Entdeckung des Atomkerns. 888
43-2 Einige Eigenschaften von Atomkernen . 889
43-3 Radioaktiver Zerfall. 894
43-4 Der Alpha-Zerfall. 896
43-5 Der Beta-Zerfall. 897
43-6 Radiometrische Zeitmessung . 900
Zusammenfassung. 901
A
В
konstanten . 906
С
D
E
F
G
H
I |
| adam_txt |
l/erzeichnis
1
Messung unä Maßeinheiten
M
1-2 Das internationale Einheitensystem
1-3 Einheiten umwandeln. 3
1-4 Länge. 5
1-5 Zeit. 6
1-6 Masse. 9
Zusammenfassung. 10
21._._._._. _.
Geradlinige Bewegung .
2-1 Bewegung. 12
2-2 Ort und Verschiebung. 12
2-3 Durchschnittsgeschwindigkeit. 13
2-4 Momentangeschwindigkeit. 16
2-5 Beschleunigung. 19
2-6 Gleichmäßig beschleunigte Bewegung:
Ein Sonderfall. 22
2-7 Ein weiterer Zugang zur gleichmäßig
beschleunigten Bewegung. 25
2-8 Der freie Fall . 25
Zusammenfassung. 29
3
Vektoren
3-ї Vektoren und Skalare. 32
3-2 , Geometrische Addition von Vektoren. 32
3-3 Komponenten von Vektoren. 34
3-4 Einheitsvektoren. 39
3-5 Vektoren komponentenweise addieren. 40
3-6 Vektoren und physikalische Gesetze. 42
3-7 Multiplikation von Vektoren. 43
Zusammenfassung. 47
4»
Bewegung in zwei und drei Dimensionen
4-1 Bewegung in zwei oder drei
Dimensionen. 50
4-2 Ort und Verschiebung. 50
4-3 Durchschnittsgeschwindigkeit und
Momentangeschwindigkeit. 52
4-4 Durchschnittsbeschleunigung und
Momentanbeschleunigung. 54
4-5 Wurfbewegungen. 57
4-6 Analyse der Wurfbewegung. 58
4-7 Die gleichförmige Kreisbewegung. 65
4-8 Relativbewegung in einer Dimension. 67
4-9 Relativbewegung in zwei Dimensionen. 69
Zusammenfassung. 71
5
Kraft und Bewegung -
5-1 Wodurch wird Beschleunigung
verursacht?. 74
5-2 Das erste newtonsche Gesetz. 74
5-3 Kraft. 75
5-4 Masse. 76
5-5 Das zweite newtonsche Gesetz. 77
5-6 Einige besondere Kräfte. 83
5-7 Das dritte newtonsche Gesetz. 88
5-8 Anwendung der newtonschen Gesetze. 89
Zusammenfassung. 98
6
Kraft
6-1 Reibung. 100
6-2 Eigenschaften der Reibung. 101
Inhaltsverzeichnis
IX
6-3 Strömungswiderstand und
Endgeschwindigkeit. 106
6-4 Gleichförmige Kreisbewegung. 109
Zusammenfassung. 1 15
im._._._._
Kinetische Energie und Arbeit
7-1 Energie. 118
7-2 Arbeit. 119
7-3 Arbeit und kinetische Energie. 120
7-4 Von der Gravitationskraft verrichtete
Arbeit. 124
7-5 Von einer Federkraft verrichtete
Arbeit. 130
7-6 Von einer allgemeinen veränderlichen
Kraft verrichtete Arbeit. 133
7-7 Leistung. 136
Zusammenfassung . 139
8Ш
Potenzielle Energie und Energieerhaltung
8-1 Potenzielle Energie. 142
8-2 Wegunabhängigkeit von konservativen
Kräften. 143
8-3 Berechnung der potenziellen Energie . 145
8-4 Der Energieerhaltungssatz der
Mechanik. 149
8-5 Grafische Darstellung der potenziellen
Energie. 153
8-6 Von einer äußeren Kraft an einem
System verrichtete Arbeit. 156
8-7 Energieerhaltung. 160
Zusammenfassung. 164
9Ł
Systeme von Teilchen
9-1 Ein besonderer Punkt. 168
9-2 Der Schwerpunkt. 168
9-3 Das zweite newtonsche Axiom für ein
Teilchensystem. 173
9-4 Der Impuls eines Teilchens. 177
9-5 Der Impuls eines Teilchensystems. 177
9-6 Die Impulserhaltung. 179
9-7 Systeme mit veränderlicher Masse:
Eine Rakete. 183
9-8 Äußere Kräfte und Änderungen der
inneren Energie. 186
Zusammenfassung. 189
10Ł_
Stoßprozesse
10-1 Was ist ein Stoß?. 192
10-2 Kraftstoß und Impuls. 193
10-3 Impuls und kinetische Energie bei
Stoßprozessen. 196
10-4 Inelastische, eindimensionale Stöße. 197
10-5 Elastische, eindimensionale Stöße. 201
10-6 Zweidimensionale Stöße. 205
Zusammenfassung. 207
11Я_
Die Rotation
11-1 Translation und Rotation. 210
11-2 Rotationsvariable. 210
11-3 Sind Winkelgrößen Vektoren?. 214
11-4 Rotation mit konstanter
Winkelbeschleunigung. 215
11-5 Beziehungen zwischen den Variablen für
lineare Bewegung und Rotation. 217
11-6 Die kinetische Energie der Rotation. 220
11-7 Berechnung des Trägheitsmoments. 221
11-8 Das Drehmoment. 225
11-9 Das zweite newtonsche Axiom für die
Rotation. 226
11-10 Arbeit und kinetische Energie der
Rotation. 229
Zusammenfassung. 234
Rollen, Drehmoment und Drehimpuls
12-1 Rollen. 238
12-2 Die kinetische Energie der
Rollbewegung. 240
12-3 Kräfte bei der Rollbewegung. 241
12-4 EinJo-Jo. 243
12-5 Eine erweiterte Definition des
Drehmoments. 244
12-6 Der Drehimpuls. 246
12-7 Das zweite newtonsche Axiom in
Winkelschreibweise. 248
12-8 Der Drehimpuls eines Teilchensystems. 250
12-9 Der Drehimpuls eines rotierenden
starren Körpers. 251
12-10 Die Erhaltung des Drehimpulses. 254
Zusammenfassung. 261
χ
Inhaltsverzeichnis
1
Gleichgewicht und Elastizität
13-1 Gleichgewicht. 264
13-2 Bedingungen für das Gleichgewicht. 265
13-3 Das Gravitationszentrum. 266
13-4 Beispiele für statische Gleichgewichte . 268
13-5 Unterbestimmte Strukturen. 275
13-6 Elastizität. 277
Zusammenfassung. 281
1
Gravitation
14-1 Die Gravitationskraft in unserem
Kosmos. 284
14-2 Das newtonsche Gravitationsgesetz. 284
14-3 Gravitation und das
Superpositionsprinzip. 286
14-4 Die Gravitation in der Nähe der
Erdoberfläche. 289
14-5 Die Gravitation innerhalb der Erde. 292
14-6 Die potenzielle Energie der Gravitation . 293
14-7 Planeten und Satelliten:
Die keplerschen Gesetze. 298
14-8 Satelliten: Umlaufbahnen und Energie . 302
14-9 Einstein und die Gravitation. 305
Zusammenfassung. 306
1
Fluide
15-1
15-2 Was ist ein
15-3 Dichte und Druck. 310
15-4 Ruhende
15-5 Druckmessung. 316
15-6 Das pascalsche Prinzip. 317
15-7 Das archimedische Prinzip. 318
15-8 Ideale
15-9 Die Kontinuitätsgleichung. 323
15-10 Die Bernoulli-Gleichung. 326
Zusammenfassung . 330
Schwingungen
16-1 Schwingungen.
16-2 Harmonische Schwingungen
332
332
16-3 Das Kraftgesetz der harmonischen
Schwingung. 335
16-4 Die Energie der harmonischen
Schwingung. 339
16-5 Das Torsionspendel. 341
16-6 Pendel. 342
16-7 Harmonische Schwingungen und die
gleichförmige Kreisbewegung. 347
16-8 Gedämpfte harmonische
Schwingungen. 348
16-9 Erzwungene Schwingungen und
Resonanz. 351
Zusammenfassung. 354
f
Wellen
17-1 Wellen und Teilchen. 358
17-2 Wellenarten. 358
17-3 Transversale und
17-4 Wellenlänge und Frequenz. 360
17-5 Die Geschwindigkeit einer
fortlaufenden Welle. 362
17-6 Die Wellengeschwindigkeit für ein
gespanntes Seil. 366
17-7 Energie und Leistung einer
fortlaufenden Seilwelle. 368
17-8 Das Superpositionsprinzip für Wellen . 371
17-9 Die Interferenz von Wellen. 371
17-10 Darstellung einer Welle durch einen
Vektor. 375
17-11 Stehende Wellen. 376
17-12 Stehende Wellen und Resonanz. 379
Zusammenfassung. 381
1
Wellen
18-1 Schallwellen. 384
18-2 Die Schallgeschwindigkeit. 384
18-3 Ausbreitung von Schallwellen. 387
18-4 Interferenz. 390
18-5 Schallintensität und Schallpegel. 392
18-6 Musikalische Töne. 396
18-7 Schwebungen. 399
18-8 Der Doppler-Effekt. 400
18-9 Überschallgeschwindigkeiten und
Schockwellen. 405
Zusammenfassung. 406
Inhaltsverzeichnis | | XT
1
Temperatur, Wärme und der erste Hauptsatz der
Thermodynamik
19-1 Thermodynamik. 410
19-2 Der nullte Hauptsatz der
Thermodynamik. 410
19-3 Temperaturmessung. 41 1
19-4 Die Celsius- und die Fahrenheit-Skalen . 413
19-5 Wärmeausdehnung. 415
19-6 Temperatur und Wärme. 418
19-7 Die Wärmeaufnahme bei Festkörpern
und Flüssigkeiten. 419
19-8 Wärme und Arbeit:
Eine ausführlichere Betrachtung. 424
19-9 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik 426
19-10 Einige Beispiele für den ersten
Hauptsatz der Thermodynamik. 427
Zusammenfassung. 429
Die kinetische Gastheorie
20-1 Gase unter einem neuen Blickwinkel. 432
20-2 Die Avogadro-Zahl. 432
20-3 IdealeGase. 433
20-4 Druck, Temperatur und mittlere
Geschwindigkeit. 436
20-5 Die kinetische Translationsenergie. 439
20-6 Die mittlere freie Weglänge. 440
20-7 Die Verteilungsfunktion der
Molekülgeschwindigkeiten. 442
20-8 Die molaren spezifischen Wärmen
idealer Gase. 446
Zusammenfassung . 450
Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
21-1 Gerichtete Prozesse. 454
21-2 Entropieänderungen. 455
21-3 Der zweite Hauptsatz der
Thermodynamik. 459
21-4 Die Entropie in Aktion: Maschinen. 460
21-5 Die Entropie in Aktion: Kältemaschinen. 466
21-6 Die Wirkungsgrade realer Maschinen. 467
21-7 Eine statistische Interpretation der
Entropie. 468
Zusammenfassung. 472
Elektrische Ladung
22-1 Elektromagnetismus. 476
22-2 Elektrische Ladung. 476
22-3 Leiter und Isolatoren. 478
22-4 Das coulombsche Gesetz. 479
Zusammenfassung. 487
2Ш
Elektrische Felder
23-1 Ladungen und Kräfte - genauer
betrachtet. 490
23-2 Das elektrische Feld. 490
23-3 Elektrische Feldlinien. 491
23-4 Das elektrische Feld einer Punktladung . 493
23-5 Das Feld eines elektrischen Dipols. 495
23-6 Das elektrische Feld einer linearen
Ladungsverteilung. 496
23-7 Das elektrische Feld einer geladenen
Scheibe. 502
23-8 Verhalten einer Punktladung in einem
elektrischen Feld. 503
23-9 Verhalten eines Dipols in einem
elektrischen Feld. 505
Zusammenfassung. 508
Der gaußsche Satz
24-1 Das coulombsche Gesetz in neuem
Licht. 510
24-2 Fluss. 510
24-3 Fluss eines elektrischen Felds. 511
24-4 Der gaußsche Satz. 515
24-5 Gaußscher Satz und coulombsches
Gesetz. 517
24-6 Eigenschaften eines geladenen,
isolierten Leiters. 518
Zusammenfassung. 521
Elektrisches Potenzial
25-1 Elektrische potenzielle Energie. 524
25-2 Elektrisches Potenzial. 525
25-3 Äquipotenzialflächen. 528
25-4 Berechnung des Potenzials
aus dem Feld. 529
25-5 Potenzial einer Punktladung. 531
XIII
Inhaltsverzeichnis
25-6
25-7
25-8
25-9
Potenzial einer Gruppe von
Punktladungen.
Potenzial eines elektrischen Dipols .
Potenzial einer kontinuierlichen
Ladungsverteilung.
Berechnung des elektrischen Felds
aus dem elektrischen Potenzial.
25-10 Elektrische potenzielle Energie eines
Systems von Punktladungen.
25-11 Potenzial eines geladenen, isolierten
leitenden Körpers.
Zusammenfassung.
28-6 Verzweigte Stromkreise. 589
532 28-7 Amperemeter und Voltmeter. 597
534 28-8 RC-Kreise. 597
Zusammenfassung. 601
536
538
541
543
Kapazität
26-1 Kondensatoren und ihre Anwendungen,
26-2 Kapazität.
26-3 Berechnung der Kapazität.
26-4 Parallelschaltungen und Reihen¬
schaltungen von Kondensatoren.
Zusammenfassung.
546
546
548
552
555
Elektrischer Strom und Widerstand
27-1 Ladung in Bewegung: Elektrische
Ströme.
27-2 Elektrischer Strom.
27-3 Stromdichte.
27-4 Widerstand und spezifischer
Widerstand.
27-5 Ohmsches Gesetz.
27-6 Das ohmsche Gesetz - mikroskopisch
betrachtet.
27-7 Elektrische Leistung in Stromkreisen.
27-8 Halbleiter.
27-9 Supraleiter.
Zusammenfassung.
558
558
561
565
569
570
572
574
575
576
Stromkreise
28-1 „Pumpen" von Ladung. 580
28-2 Arbeit, Energie und Spannung. 580
28-3 Berechnung des Stroms in einem
unverzweigten Stromkreis. 582
28-4 Weitere unverzweigte Stromkreise. 584
28-5 Potenzialdifferenzen. 586
540 Magnetfelder
29-1 Das Magnetfeld^. 604
29-2 Definition von
29-3 Gekreuzte Felder: Die Entdeckung
des Elektrons. 609
29-4 Gekreuzte Felder: Der Hall-Effekt. 610
29-5 Geladene Teilchen auf einer Kreisbahn. 613
29-6 Zyklotron und Synchrotron. 618
29-7 Magnetische Kraft auf einen
stromdurchf
29-8 Drehmoment auf eine
stromdurchflossene Drahtschleife. 622
29-9 Magnetisches Dipolmoment. 625
Zusammenfassung
627
Magnetfelder aufgrund von Strömen
30-1 Das Magnetfeld eines Stroms. 630
30-2 Die Kraft zwischen parallelen Strömen. 636
30-3 Das amperesche Gesetz. 638
Zusammenfassung. 641
Induktion und Induktivität
31-1 Zwei symmetrische Situationen. 644
31-2 Zwei Experimente. 644
31-3 Das faradaysche Induktionsgesetz. 645
31-4 Die lenzsche Regel. 648
31-5 Induktion und Energietransfer. 651
31-6 Induzierte elektrische Felder. 654
31-7 Induktivität. 658
31-8 Selbstinduktion. 659
Zusammenfassung. 661
Magnetismus und Materie: Die maxwellschen
Gleichungen
32-1 Magnete. 664
32-2 Der gaußsche Satz für Magnetfelder. 664
32-3 Der Erdmagnetismus. 665
Inhaltsverzeichnis
ЇХНІ
32-4 Der Magnetismus von Elektronen. 666
32-5 Magnetische Materialien. 670
32-6 Diamagnetismus. 671
32-7 Paramagnetismus. 672
32-8 Ferromagnetismus. 674
32-9 Induzierte magnetische Felder. 677
32-10 Der Verschiebungsstrom. 680
32-11 Die maxwellschen Gleichungen. 682
Zusammenfassung. 683
Elektromagnetische Schwingkreise und Wechselstrom
33-1 Neue Physik-alte Mathematik. 686
33-2 LC-Schwingungen:
Eine qualitative Diskussion. 686
33-3 Die Analogie: Elektrischer und
mechanischer Schwingkreis. 689
33-4 LC-Schwingungen:
Eine quantitative Diskussion. 690
33-5 Gedämpfte Schwingungen in einem
RLC-Kreis. 694
33-6 Wechselstrom. 695
33-7 Erzwungene Schwingungen. 696
Zusammenfassung. 697
Elektromagnetische Wellen
34-1
34-2 Fortpflanzung elektromagnetischer
Wellen: Qualitative Betrachtung. 701
34-3 Fortpflanzung elektromagnetischer
Wellen: Quantitative Betrachtung. 704
34-4 Energietransport und Poynting-Vektor. 707
34-5 Der Strahlungsdruck. 709
34-6 Polarisation. 712
34-7 Reflexion und Brechung. 716
34-8 Innere Totalreflexion. 721
34-9 Polarisation durch Reflexion. 723
Zusammenfassung. 724
Abbildungen
35-1 Zwei Arten von Bildern. 728
35-2 EbeneSpiegel. 729
35-3 Kugelspiegel. 730
35-4 Abbildungen an Kugelspiegeln. 732
35-5 Sphärische brechende Flächen. 735
Zusammenfassung. 741
Interferenz
36-1 Interferenz. 744
36-2 Licht als Welle. 744
36-3 Beugung. 748
36-4 Der Doppelspaltversuch von
36-5 Kohärenz. 753
36-6 Intensitäten bei der Interferenz
am Doppelspalt. 753
36-7 Interferenz an dünnen Schichten. 757
36-8 Das Michelson-Interferometer. 764
Zusammenfassung. 765
Beugung
37-1 Beugung und die Wellentheorie des
Lichts. 768
37-2 Beugung am Einzelspalt: Lokalisierung
der
37-3 Intensitäten bei der Beugung am
Einzelspalt - qualitative Betrachtung . 772
37-4 Intensitäten bei der Beugung am
Einzelspalt - quantitative Betrachtung . 773
37-5 Beugung an einer kreisrunden Öffnung. 776
37-6 Beugung am Doppelspalt. 779
37-7 Beugungsgitter. 782
37-8 Beugungsgitter:
Dispersion und Auflösungsvermögen. 785
37-9 Röntgenbeugung. 788
Zusammenfassung . 790
Relativitätstheorie
38-1 Womit beschäftigt sich die
Relativitätstheorie?. 792
38-2 Die
38-3 Messung von Ereignissen. 794
38-4 Die Relativität der Gleichzeitigkeit. 795
38-5 Die Relativität der Zeit. 797
38-6 Die Relativität der Länge. 802
38-7 Die Lorentz-Transformation. 804
38-8 Einige Folgen aus den
Lorentz-Gleichungen. 806
Zusammenfassung. 809
XIV
Inhaltsverzeichnis
Photonen und Materiefelder
39-1 Eine neue Welt. 812
39-2 Das Photon: Teilchen des Lichts. 812
39-3 Der photoelektrische Effekt. 814
39-4 Photonen haben einen Impuls. 818
39-5 Licht als Wahrscheinlichkeitswelle. 821
39-6 Elektronen und Materiewellen. 823
39-7 Die Schrödinger-Gleichung. 826
39-8 Die heisenbergsche Unschärferelation . 829
39-9 Der Tunneleffekt. 830
Zusammenfassung. 833
Mehr über Materiewellen
40-1 Der Aufbau der Atome. 836
40-2 Wellen auf einem Seil und
Materiewellen. 836
40-3 Die Energie eines Elektrons in einer
Elektronenfalle. 837
40-4 Die Wellenfunktionen eines Elektrons ¡n
einem Kastenpotenzial. 841
40-5 Ein Elektron in einem endlichen
Kastenpotenzial. 846
40-6 Weitere Elektronenfallen. 848
40-7 Zwei- und dreidimensionale
Elektronenfallen. 850
40-8 Das Wasserstoffatom. 852
Zusammenfassung. 861
4!
Atome
41-1 Unser atomares Weltbild. 864
41-2 Einige Eigenschaften von Atomen. 864
41-3 Der Spin des Elektrons. 866
41-4 Drehimpulse und magnetische
Dipolmomente. 867
41-5 Das Stern-Gerlach-Experiment. 869
Zusammenfassung. 872
4!
Elektrische Leitfähigkeit von Festkörpern
42-1 Festkörper. 874
42-2 Die elektrischen Eigenschaften
von Festkörpern. 874
42-3 Die Energieniveaus in einem
kristallinen Festkörper. 875
42-4 Nichtleiter. 876
42-5 Metalle. 877
42-6 Halbleiter. 883
Zusammenfassung. 885
41
Kernphysik
43-1 Die Entdeckung des Atomkerns. 888
43-2 Einige Eigenschaften von Atomkernen . 889
43-3 Radioaktiver Zerfall. 894
43-4 Der Alpha-Zerfall. 896
43-5 Der Beta-Zerfall. 897
43-6 Radiometrische Zeitmessung . 900
Zusammenfassung. 901
A
В
konstanten . 906
С
D
E
F
G
H
I |
| any_adam_object | 1 |
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| author | Halliday, David 1916-2010 Resnick, Robert 1923-2014 Walker, Jearl 1945- |
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