Physik: Fundament der Technik
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Weitere Verfasser: | |
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Leipzig
Fachbuchverlag
1987
|
| Ausgabe: | 9., verb. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | 421 S. Ill., graph. Darst. 24 cm Beil. (32 S.) |
| ISBN: | 3343002402 |
Internformat
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INHALTSVERZEICHNIS
1. EINFUEHRUNG 15
1.1. ZUR ENTWICKLUNG DER PHYSIK 15
1.2. , PHYSIKALISCHE GROESSEN UND GLEICHUNGEN ...... 24
1.2.1. GROESSEN, GROESSENARTEN UND EINHEITEN . . 24
1.2.2. VEKTORGROESSEN . 25
1.2.3. GROESSENSYSTEME UND EINHEITENSYSTEME 27
1.2.4. PHYSIKALISCHE GLEICHUNGEN UPD RECHNUNGEN .... 28
1.3. HINWEIS ZUR RECHENGENAUIGKEIT 29
1.4. TABELLEN UND GRAFISCHE DARSTELLUNGEN 30
1.5. SYMBOLE 30
2. KINEMATIK 31
2.1. VORBEMERKUNGEN 31
2.2. GRUNDLAGEN DER KINEMATIK, 32 .
2.2.1. RELATIVITAET DER BEWEGUNG UND UEBERLAGERUNGSSATZ . . 32
2.2.2. ARTEN UND FORMEN DER BEWEGUNG 34
2.2.3. LAENGE UND ZEIT 35
2.2.4. DURCHSCHNITTSGESCHWINDIGKEIT UND DURCHSCHNITTS
BESCHLEUNIGUNG 36
2.2.5. BEWEGUNGSDIAGRAMME 38
2.2.6. MOMENTANGESCHWINDIGKEIT UND MOMENTANBESCHLEU
NIGUNG
N
39
2.3. GERADLINIGE BEWEGUNG 42
2.3.1. GLEICHFOERMIGE BEWEGUNG 42
2.3.2. GLEICHMAESSIG BESCHLEUNIGTE BEWEGUNG . : 44
2.3.3. ALLGEMEINER FALL DER GERADLINIGEN BEWEGUNG .... 51
2.4. , KREIS- UND DREHBEWEGUNG 53
2.4.1. WINKEL, FREQUENZ UND DREHZAHL 53
2.4.2. WINKELGESCHWINDIGKEIT UND WINKELBESCHLEUNIGUNG . 55
2.4.3. GLEICHFOERMIGE UND GLEICHMAESSIG BESCHLEUNIGTE KREIS
UND DREHBEWEGUNG 56
2.4.4. RADIALBESCHLEUNIGUNG . 60
2.5. BEWEGUNGEN IN DER EBENE 62
8.- DYNAMIK 67
3.1. VORBEMERKUNGEN . . .J 67
3.2. DYNAMIK DER MASSENPUNKTE : 68
3.2.1. MASSE 68
3.2.2. KRAFT . 72
3.2.2.1. DER KRAFTBEGRIFF IN DER PHYSIK 72
3.2.2.2. .DEFINITION DER KRAFT. . . . . . . . 74
3.2.2.3. WECHSELWIRKUNGSPRINZIP UND KRAEFTEGLEICHGEWICHT . . 77
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INHALTSVERZEICHNIS
3.2.2.4. SCHWERKRAFT 78
3.2.2.5. FEDERKRAFT 82
3.2.2.6. REIBUNGSKRAFT 85
3.2.2.7. ZWANGSKRAFT 89
3.2.2.8. TRAEGHEITSKRAFT 90
3.2.2.9. RADIALKRAFT . . . .^. 94
3.2.2.10. FLIEHKRAFT 96
3.2.2.11. CORIOLISKRAFT . 97
3.2.3.
X
ARBEIT, ENERGIE UND LEISTUNG 99
3.2.3.1. MECHANISCHE ARBEIT 99
3.2.3.2. ARBEIT UND ENERGIE 101
3.2.3.3. ~ VERSCHIEBUNGSARBEIT 102
3.2.3.4. GRAVITATIONSPOTENTIAL 105
3.2.3.5. BESCHLEUNIGUNGSARBEIT 106
3.2.3.6. ENERGIEERHALTUNGSSATZ 108
3.2.3.7. LEISTUNG UND WIRKUNGSGRAD 111
3.2.4. IMPULS 114
3.2.4.1. IMPULSERHALTUNGSSATZ 114
3.2.4.2. KRAFTSTOSS 115
3.2.4.3. STOSSVORGAENGE 118
3.2.4.4. MASSENMITTELPUNKT EINES SYSTEMS VON MASSENPUNKTEN 123
3.3. DYNAMIK DES STARREN KOERPERS 125
3.3.1. DREHMOMENT 125
3.3.2. GLEICHGEWICHT AM STARREN KOERPER 127
3.3.3. MASSENMITTELPUNKT DES STARREN KOERPERS 131
3.3.4. MASSENTRAEGHEITSMOMENT 134
3.3.5. GRUNDGLEICHUNG DER DYNAMIK DER ROTATION 137
3.3.6. ARBEIT, ENERGIE UND LEISTUNG BEI ROTATION 140
3.3.7. DREHIMPULS 143
3.3.8. RADIALKRAFT UND ZENTRIFUGALKRAFT BEI ROTIERENDEN
KOERPERN 145
4. MECHANIK DER FLUESSIGKEITEN UND GASE 147
4.1. VORBEMERKUNGEN 147
4.2. ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN FLUESSIGER UND GASFOERMIGER
KOERPER . . 147
4.3. YY RUHENDE FLUESSIGKEITEN UND GASE 148
4.3.1. HYDRO- UND AEROSTATISCHER DRUCK : . 148
4.3.2. KOLBENDRUCK 149
4.3.3. SCHWEREDRUCK 150
4.3.4. DRUCKMESSUNG 154
4.3.5. AUFTRIEBSKRAFT 156
4.3.6. SCHWIMMEN . 157
4.4. STROEMENDE FLUESSIGKEITEN UND GASE 158
4.4.1. ALLGEMEINES UEBER STROEMUNGEN 158
4.4.2. REIBUNGSFREIE STROEMUNG 160
4.4.3. STROEMUNG UNTER REIBUNGSEINFLUSS 164
6. KINETISCHE THEORIE DER WAERME 168
5.1. YY VORBEMERKUNGEN 168
5.2. GRUNDBEGRIFFE 168
5.2.1. MOLEKULARER AUFBAU DER KOERPER 168
5.2.1.1: ATOME UND MOLEKUELE 168
5.2.1.2. STOFFMENGE 170
5.2.1.3. STOFFMENGENBEZOGENE UND SPEZIFISCHE GROESSEN .... 171
5.2.2. WAHRSCHEINLICHKEIT UND STATISTIK . 173
INHALTSVERZEICHNIS
11
5.2.2.1. STATISTIK 173
5.2.2.2. THERMODYNAMISCHE WAHRSCHEINLICHKEIT 174
5.2.2.3. SCHWANKUNGEN 176
5.3. DAS IDEALE GAS ALS MODELL . 176
5.3.1. EIGENSCHAFTEN DES IDEALEN GASES 176
5.3.2. GASDRUCK ALS SUMMENWIRKUNG 177
5.4. ENERGIE DER MOLEKUELE DES IDEALEN GASES 178
5.4.1. TEMPERATUR 178
5.4.2. FREIHEITSGRADE UND GLEICHVERTEILUNGSSATZ 180
5.4.3. ZUSTANDSGIEICHUNG DES IDEALEN GASES 180
5.4.4. INNERE ENERGIE 182
6. THERMODYNAMIK 184
6.1. VORBEMERKUNGEN . . . 184
6.2. TEMPERATUR 184
6.2.1. TEMPERATURSKALEN . . . 184
6.2.2. ZUSTANDSAENDERUNGEN FESTER UND FLUESSIGER KOERPER . . 185
6.2.2.1. LAENGEN-UND VOLUMENAENDERUNG FESTER KOERPER. . . . 185
6.2.2.2. VOLUMEN- UND DICHTEAENDERUNG VON FLUESSIGKEITEN . . 187
6.3. MISCHUNGSVORGAENGE UND ENERGIEUMWANDLUNGEN . . . 188
6.3.1. KALORIMETRIE . . : 188
6.3.2. UMWANDLUNG EINIGER ENERGIEFORMEN IN WAERMEENERGIE 190
6.3.3. ERSTER HAUPTSATZ DER THERMODYNAMIK 191
6.4. ZUSTANDSAENDERUNGEN DES IDEALEN GASES 193
6.4.1. UEBERSICHT UEBER DIE VERSCHIEDENEN ZUSTANDSAENDERUNGEN 193
6.4.2. ISOTHERME ZUSTANDSAENDERUNG 194
6.4.3. ISOCHORE ZUSTANDSAENDERUNG 195
6.4.4. ISOBARE ZUSTAIIDSAENDERUNG 196
6.4.5. DIE SPEZIFISCHEN WAERMEKAPAZITAETEN DES IDEALEN GASES 197
6.4.6. ISENTROPE ZUSTANDSAENDERUNG 198
6.4.7. POLYTROPE ZUSTANDSAENDERUNG : . . J . 201
6.5. KREISPROZESSE 203
6.5.1. WAERMEKRAFTMASCHINEN 203
6.5.2. KREISPROZESSE IM JJ.F-DIAGRAMM 203
6.5.3. REVERSIBLE UND IRREVERSIBLE PROZESSE 204
6.5.4. CARNOT-PROZESS 204
6.5.5. THERMISCHER WIRKUNGSGRAD DES CAMOT-PROZESSES . . 205
6.5.6. KAELTEMASCHINE UND WAERMEPUMPE 207
6.6. WEITERE BETRACHTUNGEN ZUR ENERGIEUMWANDLUNG . . 208
6.6.1. ENTHALPIE - 208
6.6.2. ENTROPIE 209
6.6.3. ZWEITER HAUPTSATZ DER THERMODYNAMIK 213
6.6.4. EXERGIE UND ANERGIE 214
6.7. PHASENAENDERUNGEN 215
6.7.1. PHASEN UND AGGREGATZUSTAENDE 215
6.7.2. UMWANDLUNGSPUNKT UND UMWANDLUNGSENERGIE . . . 216
6.7.3. REALE GASE . . 218
6.7.4. KRITISCHER ZUSTAND 219
6.7.5. DAEMPFE 219
6.7.6. ZUSTANDSDIAGRAMM 220
6.7.7. LUFTFEUCHTE 221
6.8. WAERMETRANSPORT 223
- 6.8.1. WAERMELEITUNG 223
6.8.2. ~ WAERMEUEBERGANG 225
6.8.3. WAERMEDURCHGANG . .
1
225
6.8.4. WAERMESTROEMUNG 226
INHALTSVERZEICHNIS
7. GLEICHSTROMKREIS 227
7.1. VORBEMERKUNGEN ZUR ELEKTRIK 227
7.2. GRUNDBEGRIFFE UND GRUNDGESETZE . . 227
7.2.1. ELEKTRISCHE STROMSTAERKE UND LADUNG 227
7.2.2. ELEKTRISCHE ENERGIE, SPANNUNG UND POTENTIAL .... 229
7.2.3. ELEKTRISCHER WIDERSTAND UND OHMSCHES GESETZ . . . 231
7.2.4. ELEKTRISCHE. LEISTUNG UND ARBEIT 234
7.2.5. KIRCHHOFFSCHE GESETZE ; . . 235
7.2.6. URSPANNUNG UND INNERER WIDERSTAND EINER SPANNUNGS
QUELLE 236
7.3. ERSATZWIDERSTAENDE . 239
7.3.1. REIHENSCHALTUNG VON WIDERSTAENDEN ........ 239
7.3.2. PARALLELSCHALTUNG VON WIDERSTAENDEN 239
7.3.3. GEMISCHTE SCHALTUNGEN 241
7.3.4. ANWENDUNGEN IN DER MESSTECHNIK 243
8. ELEKTRISCHES UND MAGNETISCHES FELD 245
8.1. VORBEMERKUNGEN 245
8.2. RUHENDES ELEKTRISCHES FELD 245
8.2.1. FELDBEGRIFF YY YY
8.2.2. FELDGROESSEN . - 247
8.2.3. ANWENDUNGEN . . . . 252
8.2.3.1. KONDENSATOREN 252
8.2.3.2. MILLIKAN-VERSUCH 257
8.2.3.3. FREIE LADUNGSTRAEGER IM ELEKTRISCHEN FELD 258
8.2.4. STOFF IM ELEKTRISCHEN FELD 260
8.3. RUHENDES MAGNETISCHES FELD 262
8.3.1. ERFAHRUNGSTATSACHEN ZUM MAGNETISMUS 262
8.3.2. FELDGROESSEN 263
8.3.3. KRAFTWIRKUNGEN. . . 266
8.4. VERAENDERLICHES ELEKTROMAGNETISCHES FELD 267
8.4.1. INDUKTION 267
8.4.2. SELBSTINDUKTION 270
8.4.3. EIN- UND ABSCHALTVORGAENGE 271
8.4.4. STOFF IM ELEKTROMAGNETISCHEN FELD 273
8.4.4.1. PERMEABILITAET * . . . . 273
8.4.4.2. HYSTERESIS 274
8.4.4.3. MAGNETISCHER KREIS 276
8.4.5. ANWENDUNGEN 270
8.4.5.1. FREIE LADUNGSTRAEGER IM MAGNETFELD 278
8.4.5.2. PRINZIP DES GLEICHSTROMMOTORS 28C
8.4.5.3. PRINZIP DES GENERATORS 282
9. LEITUNGSVORGAENGE IM VAKUUM, IN GASEN UND FLUESSIG
KEITEN 284
9.1. VORBEMERKUNGEN 28
9.2. LEITUNGSMECHANISMEN 28
9.3. ELEKTRONENSTROM DURCH DAS VAKUUM 281
9.3.1. FREIE ELEKTRONEN . 28I
YY9.3.2. ELEKTRONENGERAETE 28
9.4. STROMLEITUNG IN GASEN 29I
9.4.1. UNSELBSTAENDIGE GASENTLADUNG 29
9.4.2. SELBSTAENDIGE GASENTLADUNG 29
9.5. STROMLEITUNG IN FLUESSIGKEITEN 29
{
INHALTSVERZEICHNIS
13
10. SCHWINGUNGEN 295
10.1. VORBEMERKUNGEN 295
10.2. KINEMATIK DER SINUSSCHWINGUNG 295
10.2.1. SINUSACHWINGUNG UND GLEICHFOERMIGE KREISBEWEGUNG . 295
10.2.2. GESCHWINDIGKEIT^!! BESCHLEUNIGUNG EINES SINUSFOERMIG
SCHWINGENDEN KOERPERS . 298
10.2.3. AUFZEICHNUNG VON SCHWINGUNGEN 301
10.2.4. UEBERLAGERUNG VON SINUSSCHWINGUNGEN GLEICHER RICH
TUNG 302
10.2.4.1. UEBERLAGERUNG VON SCHWINGUNGEN GLEICHER FREQUENZ 302
10.2.4.2. UEBERLAGERUNG VON SCHWINGUNGEN UNGLEICHER FREQUENZ 304
10.3. DYNAMIK DER SIRIUSSCHWINGUNG . 306
10.3.1. EIGENSCHWINGUNGEN 306
10.3.1.1. KRAFTGESETZ 306
10.3.1.2. SCHWINGUNGSENERGIE 308
10.3.1.3. GEDAEMPFTE SCHWINGUNGEN 310
10.3.2. ERZWUNGENE SCHWINGUNGEN UND RESONANZ . . ; . . 311
10.4. BEISPIELE FUER MECHANISCHE SCHWINGUNGEN . 314
10.4.1. FEDER-MASSE-SCHWINGER . . 314
10.4.2. TORSIONSSCHWINGER . . _ 314
10.4.3. PHYSISCHES PENDEL 315
10.5. ELEKTRISCHE EIGENSCHWINGUNGEN 316
10.6. WECHSELSTROM 319
10.6.1. SINUSFOERMIGER WECHSELSTROM IN ANALOGIE ZUR MECHA-N
NISCHEN SINUSSCHWINGUNG 319
10.6.2. WECHSELSTROMWIDERSTAND 320
10.6.2.1. WIRKWIDERSTAND
V
. 320
10.6.2.2. BLINDWIDERSTAENDE 321
10.6.2.3. REIHENSCHALTUNG VON WIRK- -UND BLINDWIDERSTAENDEN 323
10.6.2.4. PARALLELSCHALTUNG VON WIRK- UND BLINDWIDERSTAENDEN 326
10.6.3. LEISTUNG IM WECHSELSTROMKREIS 327
10.6.4. DREHSTROM 331
11. WELLEN
V
335
11.1. VORBEMERKUNGEN 335
11.2. GRUNDBEGRIFFE 335
11.2.1. WESEN DER WELLEN 335
11.2.3. WELLENARTEN : 339
11.3. BESONDERHEITEN DER WELLENAUSBREITUNG 341
11.3.1. POLARISATION VON TRANSVERSALWELLEN 341
11.3.2. UEBERLAGERUNG VON WELLEN 342
11.3.3. , PRINZIPIEN VON HUYGENS UND VON FERMAT ...... 344
11.3.4. REFLEXION, BRECHUNG UND BEUGUNG . 345
11.3.4.1. REFLEXION 345
11.3.4.2. BRECHUNG 346
11.3.4.3. BEUGUNG 348
11.3.5. ABSORPTION ...... 348
11.3.6. STEHENDE WELLEN 349
11.4. WELLENFELD 350
11.4.1. KINEMATISCHE GROESSEN DES WELLENFELDES. . . . . ; 350
11.4.2. ENERGETISCHE GROESSEN DES WELLENFELDES ....... 351
X
11.5. SCHALLWELLEN 355
11.5.1. BEGRIFFE - 355
11.5.2. PHYSIKALISCHE GROESSEN DES SCHALLFELDES 356
11.5.3. SCHALLPEGEL 359
11.5.4. LAUTSTAERKE UND FREQUENZBEWERTETER SCHALLPEGEL . . . 360
INHALTSVERZEICHNIS
II.5.5. ULTRASCHALL 361
LI.6. ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN 362
11.6.1. PHYSIKALISCHE GROESSEN . 362
11.6.2. SPEKTRUM ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 363
11.6.3. BESONDERHEITEN BEI DER AUSBREITUNG VON LICHTWELLEN 364
11.6.4. FOTOMETRISCHE GROESSEN 365
12. ANWENDUNGEN DER NICHTKLASSISCHEN PHYSIK . . .. I 370
12.1. VORBEMERKUNGEN 370
12.2. GRENZEN DER KLASSISCHEN PHYSIK 370
12.2.1. GRUNDVORSTELLUNGEN DER QUANTENTHEORIE 370
12.2.2. GRUNDZOEGE DER RELATIVITAETSTHEORIE 372
12.3. ABSORPTION UND EMISSION ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 374
12.3.1. ENERGIENIVEAUS 374
12.3.2. ABSORPTION ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 375.
12.3.3. EMISSION ELEKTROMAGNETISCHER WELLEN 375
12.3.3.1. SPONTANE EMISSION 375
12.3.3.2. STIMULIERTE EMISSION 376
12.4. DUALISMUS WELLE-TEILCHEN 377
12.4.1. PHOTONEN 377
12.4.2. DE-BROGLIE-WELLENLAENGE . . . 379
12.4.3. ELEKTRONENOPTIK 381
12.4.4. HEISENBERGSCHE UNSCHAERFERELATION 381
12.5. ELEKTRISCHE LEITUNG IN FESTKOERPERN 382
12.5.1. ELEKTRONENGAS IIP METALLGITTER 382
12.5.2. BAENDERMODELL 386
12.5.3. HALBLEITER 387
12.5.3.1. EIGENLEITUNG YY ~.
387
12.5.3.2. STOERSTELLENLEITUNG 387
12.5.3.3. PN-UEBERGANG 388
12.5.3.4. TRANSISTOR 390
12.5.3.5. VOR- UND NACHTEILE VON HALBLEITERBAUELEMENTEN . . 390
12.6. TEMPERATURSTRAHLUNG 391
12.6.1. SCHWARZER KOERPER 391
12.6.2. STRAHL UNGSGESETZE 392
12.6.3. MESSUNG DER TEMPERATURSTRAHLUNG . 395
12.7. ROENTGENSTRAHLUNG YY 396
12.7.1. ERZEUGUNG VON ROENTGENSTRAHLUNG 396
12.7.2. CHARAKTERISTISCHE ROENTGENSTRAHLUNG 397
12.7.3. ROENTGENBREMSSTRAHLUNG YY. . 397
12.7.4. ANWENDUNGEN DER ROENTGENSTRAHLUNG 398
12.8. RADIOAKTIVITAET 398
12.8.1. RADIOAKTIVE STRAHLUNG 398
12.8.2. - TROEPFCHENMODELL 399
12.8.3. ZERFALLSGESETZ 400
12.9. KERNSPALTUNG 402
1
12.9.1. SPALTPROZESSE
: . . : R
402
12.9.2. KETTENREAKTIONEN 403
12.9.3. KERNREAKTOREN 404
12.10. ENERGIEWIRTSCHAFT DER ZUKUNFT 405
ANTWORTEN UND ERGEBNISSE 407
LITERATURVERZEICHNIS 424
PHYSIKER-DATEN YY YY 426
SACHWORTVERZEICHNIS YY
BEILAGE
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