Physik für Wissenschaftler und Ingenieure:
Gespeichert in:
Vorheriger Titel: | Tipler, Paul Allen Physik |
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Hauptverfasser: | , |
Format: | Buch |
Sprache: | German English |
Veröffentlicht: |
Heidelberg
Spektrum, Akad. Verl.
2009
|
Ausgabe: | 6. dt. Aufl. |
Schriftenreihe: | Lehrbuch
OnlinePLUS |
Schlagworte: | |
Online-Zugang: | Inhaltstext Weitere Informationen/Begleitmaterial mit Errata Inhaltsverzeichnis |
Beschreibung: | XXIV, 1636 S. Ill., graph. Darst. 28 cm |
ISBN: | 9783827419453 382741945X |
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Titel: Physik für Wissenschaftler und Ingenieure
Autor: Tipler, Paul Allen
Jahr: 2009
1 Messung und Vektoren 1
Teil 1: Mechanik
2 Eindimensionale Bewegung 33
3 Bewegung in zwei und drei Dimensionen 69
4 Die Newton'schen Axiome 99
5 Weitere Anwendungen der Newton'schen
Axiome 135
6 Arbeit und kinetische Energie 191
7 Energieerhaltung 223
8 Der Impuls 271
9 Drehbewegungen 319
10 Der Drehimpuls 367
R Die spezielle Relativitätstheorie 403
11 Gravitation 425
12 Statisches Gleichgewicht und Elastizität 461
13 *Fluide 493
Teil 2: Schwingungen und Wellen
14 Schwingungen 533
15 Ausbreitung von Wellen 581
16 Überlagerung und stehende Wellen 627
Teil 3: Thermodynamik
17 Temperatur und die kinetische Gastheorie 667
18 Wärme und der Erste Hauptsatz
der Thermodynamik 695
19 Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik 735
20 Thermische Eigenschaften und Vorgänge 771
Teil 4: Elektrizität
und Magnetismus
21 Das elektrische Feld I:
Diskrete Ladungsverteilungen 801
22 Das elektrische Feld II:
Kontinuierliche Ladungsverteilungen 841
23 Das elektrische Potenzial 885
24 Die Kapazität 925
25 Elektrischer Strom - Gleichstromkreise 965
26 Das Magnetfeld 1015
27 Quellen des Magnetfelds 1045
28 Die magnetische Induktion 1091
29 Wechselstromkreise 1129
30 Die Maxwell'schen Gleichungen -
Elektromagnetische Wellen 1165
Teil 5: Licht
31 Eigenschaften des Lichts 1193
32 Optische Abbildungen 1237
33 Interferenz und Beugung 1285
Teil 6: Moderne Physik:
Quantenmechanik,
Relativitätstheorie und
die Struktur der Materie
34 Welle-Teilchen-Dualismus
und Quantenphysik 1323
35 Anwendungen der Schrödinger-
Gleichung 1353
36 Atome 1377
37 Moleküle 1409
38 Festkörper 1431
39 Relativitätstheorie 1467
40 Kernphysik 1505
41 Elementarteilchen und die Entstehung
des Universums 1533
Anhang
A 1556
B 1559
C 1562
Mathematische Grundtagen 1565
Index 1597
1 Messung und Vektoren 1
1.1 Vom Wesen der Physik 2
1.2 Maßeinheiten 3
1.3 Dimensionen physikalischer Größen 6
1.4 Signifikante Stellen
und Größenordnungen 7
1.5 Messgenauigkeit und Messfehler 12
1.6 Vektoren 16
1.7 Allgemeine Eigenschaften
von Vektoren 16
Teil 1: Mechanik
2 Eindimensionale Bewegung 33
2.1 Verschiebung, Geschwindigkeit
und Geschwindigkeitsbetrag 34
2.2 Beschleunigung 42
2.3 Gleichförmig beschleunigte
Bewegung 44
2.4 Integration 57
3 Bewegung in zwei
und drei Dimensionen 69
3.1 Verschiebung, Geschwindigkeit
und Beschleunigung 70
3.2 Erster Spezialfall:
Der schräge Wurf 79
3.3 Zweiter Spezialfall: Die
Kreisbewegung 88
4 Die Newton'schen Axiome 99
4.1 Das erste Newton'sche Axiom:
Das Trägheitsgesetz 100
4.2 Kraft und Masse 101
4.3 Das zweite Newton'sche Axiom 103
4.4 Gravitationskraft und Gewicht 107
4.5 Kontaktkräfte: Festkörper, Federn,
Seile und Taue 107
4.6 Kräftediagramme
und ihre Anwendung 111
4.7 Das dritte Newton'sche Axiom 119
4.8 Aufgabenstellungen mit zwei
und mehr Körpern 121
5 Weitere Anwendungen
der Newton'schen Axiome 135
5.1 Reibung 136
5.2 Widerstandskräfte 151
5.3 Krummlinige Bewegung 153
5.4 *Numerische Integration:
Das Euler-Verfahren 161
5.5 Trägheits-oder Scheinkräfte 163
5.6 Der Massenmittelpunkt 166
6 Arbeit und kinetische Energie 191
6.1 Die von einer konstanten Kraft
verrichtete Arbeit 192
6.2 Die von einer ortsabhängigen Kraft
bei geradliniger Bewegung verrichtete
Arbeit 198
6.3 Das Skalarprodukt 202
6.4 Gesamtarbeit und kinetische Energie
bei krummliniger Bewegung 210
6.5 *Massenmittelpunktsarbeit 212
7 Energieerhaltung 223
7.1 Potenzielle Energie 224
7.2 Die Erhaltung der mechanischen
Energie 231
7.3 Der Energieerhaltungssatz 244
7.4 Masse und Energie 255
7.5 Quantisierung der Energie 258
8 Der Impuls 271
8.1 Impulserhaltung 272
8.2 Kinetische Energie
eines Teilchensystems 280
8.3 Stöße 280
8.4 *Stöße im Schwerpunktsystem 301
8.5 Systeme mit veränderlicher Masse
und Strahlantrieb 303
9 Drehbewegungen 319
9.1 Kinematik der Drehbewegung:
Winkelgeschwindigkeit
und Winkelbeschleunigung 320
9.2 Die kinetische Energie
der Drehbewegung 323
9.3 Berechnung von Trägheits¬
momenten 325
9.4 Das zweite Newton'sche Axiom
für Drehbewegungen:
Der Drehimpuls 335
9.5 Anwendungen des zweiten
Newton'schen Axioms 338
9.6 Rollende Körper 347
10 Der Drehimpuls 367
10.1 Die Vektornatur der Rotation 368
10.2 Drehmoment und Drehimpuls 371
10.3 Die Drehimpulserhaltung 380
10.4 Die Quantisierung
des Drehimpulses 392
R Die spezielle Relativitätstheorie 403
R.1 Das Relativitätsprinzip und die Konstanz
der Lichtgeschwindigkeit 404
R.2 Bewegte Stäbe 406
R.3 Bewegte Uhren 407
R.4 Noch einmal bewegte Stäbe 411
R.5 Weit voneinander entfernte Uhren
und Gleichzeitigkeit 412
R.6 Relativistischer Impuls, Masse
und Energie 416
11 Gravitation 425
11.1 Die Kepler'schen Gesetze 426
11.2 Das Newton'sche
Gravitationsgesetz 429
11.3 Die potenzielle Energie
der Gravitation 437
11.4 Das Gravitationsfeld 442
11.5 *Berechnung des Gravitationsfelds
einer Kugelschale durch Integration 449
12 Statisches Gleichgewicht
und Elastizität 461
12.1 Gleichgewichtsbedingungen 462
12.2 Der Schwerpunkt 462
12.3 Einige Beispiele für statisches
Gleichgewicht 463
12.4 Statisches Gleichgewicht
im beschleunigten Bezugssystem 474
12.5 Stabilität des Gleichgewichts 476
12.6 Unbestimmbare Probleme 477
12.7 Spannung und Dehnung 478
13 *Fluide 493
13.1 Dichte 494
13.2 Druck in einem Fluid 496
13.3 Auftrieb und archimedisches
Prinzip 503
13.4 Bewegte Fluide 510
Teil 2: Schwingungen und Wellen
14 Schwingungen 533
14.1 Harmonische Schwingungen 534
14.2 Energie des harmonischen
Oszillators 542
14.3 Einige schwingende Systeme 546
14.4 Gedämpfte Schwingungen 558
14.5 Erzwungene Schwingungen
und Resonanz 563
15 Ausbreitung von Wellen 581
15.1 Einfache Wellenbewegungen 582
15.2 Periodische Wellen, harmonische
Wellen 590
15.3 Wellen in drei Dimensionen 596
15.4 Wellenausbreitung
an Hindernissen 602
15.5 Der Doppler-Effekt 607
16 Überlagerung
und stehende Wellen 627
16.1 Überlagerung von Wellen 628
16.2 Stehende Wellen 637
16.3 *Weitere Themen 649
Teil 3: Thermodynamik
17 Temperatur und die kinetische
Gastheorie 667
17.1 Thermisches Gleichgewicht
und Temperatur 668
17.2 Gasthermometer und
die absolute Temperatur 670
17.3 Die Zustandsgieichung
für das ideale Gas 673
17.4 Die kinetische Gastheorie 679
18 Wärme und der Erste Hauptsatz
der Thermodynamik 695
18.1 Wärmekapazität und spezifische
Wärmekapazität 696
18.2 Phasenübergänge
und latente Wärme 699
18.3 Joules Experiment und der Erste
Hauptsatz der Thermodynamik 703
18.4 Die innere Energie eines idealen
Gases 706
18.5 Volumenarbeit und
das P-V-Diagramm eines Gases 706
18.6 Wärmekapazitäten von Gasen 711
18.7 Wärmekapazitäten
von Festkörpern 717
18.8 Das Versagen
des Gleichverteilungssatzes 718
18.9 Die reversible adiabatische Expansion
eines Gases 721
19 Der Zweite Hauptsatz der
Thermodynamik 735
19.1 Wärmekraftmaschinen und der Zweite
Hauptsatz 736
19.2 Kältemaschinen und der Zweite
Hauptsatz 741
19.3 Der Carnot'sche Kreisprozess 742
19.4 *Wärmepumpen 750
19.5 Irreversibilität, Unordnung und
Entropie 751
19.6 Entropie und die Verfügbarkeit der
Energie 759
19.7 Entropie und
Wahrscheinlichkeit 760
19.8 *Der Dritte Hauptsatz 761
20 Thermische Eigenschaften
und Vorgänge 771
20.1 Thermische Ausdehnung 772
20.2 Die Van-der-Waals-Gleichung
und Flüssigkeits-Dampf-Isothermen 777
20.3 Phasendiagramme 780
20.4 Wärmeübertragung 781
Teil 4: Elektrizität
und Magnetismus
21 Das elektrische Feld I:
Diskrete Ladungsverteilungen 801
21.1 Die elektrische Ladung 802
21.2 Leiter und Nichtleiter 805
21.3 Das Coulomb'sche Gesetz 807
21.4 Das elektrische Feld 813
21.5 Elektrische Feldlinien 820
21.6 Wirkung von elektrischen Feldern
auf Ladungen 824
22 Das elektrische Feld II:
Kontinuierliche Ladungsverteilungen 841
22.1 Das Konzept der Ladungsdichte 842
22.2 Berechnung von E
mit dem Coulomb'schen Gesetz 842
22.3 Das Gauß'sche Gesetz 855
22.4 Berechnung von £
mit dem Gauß'schen Gesetz 860
22.5 Diskontinuität von En 869
22.6 Ladung und Feld
auf Leiteroberflächen 870
22.7 *Die Äquivalenz des Gauß'schen
und des Coulomb'schen Gesetzes 873
23 Das elektrische Potenzial 885
23.1 Die Potenzialdifferenz 886
23.2 Das Potenzial eines
Punktladungssystems 889
23.3 Die Berechnung des elektrischen Felds
aus dem Potenzial 895
23.4 Die Berechnung des elektrischen
Potenzials # kontinuierlicher
Ladungsverteilungen 896
23.5 Äquipotenzialflächen 905
23.6 Die elektrische Energie 912
24 Die Kapazität 925
24.1 Die Kapazität 926
24.2 Speicherung elektrischer
Energie 931
24.3 Kondensatoren, Batterien
und elektrische Stromkreise 935
24.4 Dielektrika 944
24.5 Molekulare Betrachtung
von Dielektrika 952
25 Elektrischer Strom -
Gleichstromkreise 965
25.1 Elektrischer Strom und die Bewegung
von Ladungsträgern 966
25.2 Widerstand und Ohm'sches
ftpcp+7 Q7n
25.3 Energetische Betrachtung
elektrischer Stromkreise 975
25.4 Zusammenschaltung
von Widerständen 980
25.5 Die Kirchhoffschen Regeln 987
25.6 RC-Stromkreise 996
26 Das Magnetfeld 1015
26.1 Die magnetische Kraft 1016
26.2 Die Bewegung einer Punktladung
in einem Magnetfeld 1022
26.3 Das auf Leiterschleifen und Magnete
ausgeübte Drehmoment 1030
26.4 Der Hall-Effekt 1034
27 Quellen des Magnetfelds 1045
27.1 Das Magnetfeld bewegter
Punktladungen 1046
27.2 Das Magnetfeld von Strömen:
Das Biot-Savart'sche Gesetz 1047
27.3 Der Gauß'sche Satz
für Magnetfelder 1063
27.4 Das Ampere'sche Gesetz 1063
27.5 Magnetismus in Materie 1069
28 Die magnetische Induktion 1091
28.1 Der magnetische Fluss 1092
28.2 Induktionsspannung
und Faraday'sches Gesetz 1093
28.3 Die Lenz'sche Regel 1098
28.4 Induktion durch Bewegung 1102
28.5 Wirbelströme 1108
28.6 Induktivität 1109
28.7 Die Energie des Magnetfelds 1111
28.8 *RL-Stromkreise 1113
28.9 *Magnetische Eigenschaften
von Supraleitern 1118
29 Wechselstromkreise 1129
29.1 Wechselspannung
29.2 Wechselstromkreise 1133
29.3 *Der Transformator 1137
29.4 *LC- und /?LC-Stromkreise ohne
Wechselspannungsquelle 1140
29.5 *Zeigerdiagramme 1143
29.6 *Erzwungene Schwingungen
in RLC-Stromkreisen 1144
30 Die Maxwell'sehen Gleichungen -
Elektromagnetische Wellen 1165
30.1 Der Maxwell'sche
Verschiebungsstrom 1166
30.2 Die Maxwell'schen
Gleichungen 1170
30.3 Die Wellengleichung
für elektromagnetische Wellen 1170
30.4 Elektromagnetische Strahlung 1175
Teil 5: Licht
31 Eigenschaften des Lichts 1193
31.1 Die Lichtgeschwindigkeit 1194
31.2 Die Ausbreitung des Lichts 1197
31.3 Reflexion und Brechung 1199
31.4 Polarisation 1209
31.5 Herleitung des Reflexions¬
und des Brechungsgesetzes 1215
31.6 Welle-Teilchen-Dualismus 1217
31.7 Lichtspektren 1218
31.8 Lichtquellen 1219
32 Optische Abbildungen 1237
32.1 Spiegel 1238
32.2 Linsen 1249
32.3 *Abbildungsfehler 1264
32.4 *Optische Instrumente 1265
33 Interferenz und Beugung 1285
33.1 Phasendifferenz und Kohärenz 1286
33.2 Interferenz an dünnen
33.3 Interferenzmuster
beim Doppelspalt 1290
33.4 Beugungsmuster
beim Einzelspalt 1294
33.5 *Vektoraddition harmonischer
Wellen 1297
33.6 Fraunhofer'sche und
Fresnel'sche Beugung 1305
33.7 Beugung und Auflösung 1306
33.8 *Beugungsgitter 1309
Teil 6: Moderne Physik:
Quantenmechanik,
Relativitätstheorie und die
Struktur der Materie
34 Welle-Teilchen-Dualismus
und Quantenphysik 1323
34.1 Wellen und Teilchen 1324
34.2 Licht: Von Newton zu Maxwell 1324
34.3 Die Teilchennatur des Lichts:
Photonen 1325
34.4 Energiequantisierung
in Atomen 1330
34.5 Elektronen und Materiewellen 1330
34.6 Die Interpretation
der Wellenfunktion 1334
34.7 Der Welle-Teilchen-Dualismus 1336
34.8 Ein Teilchen im Kasten 1337
34.9 Erwartungswerte 1342
34.10 Energiequantisierung
in anderen Systemen 1345
35 Anwendungen
der Schrödinger-Gleichung 1353
35.1 Die Schrödinger-Gleichung 1354
35.2 Ein Teilchen im Kasten
mit endlich hohem Potenzial 1356
35.3 Der harmonische Oszillator 1358
35.4 Reflexion und Transmission
von Elektronenwellen
an Potenzialbarrieren 1360
35.5 Die Schrödinqer-Gleichuna
35.6 Die Schrödinger-Gleichung
für zwei identische Teilchen 1369
36 Atome 1377
36.1 Das Atom und die
Atomspektren 1378
36.2 Das Bohr'sche Modell
des Wasserstoffatoms. 1379
36.3 Quantentheorie der Atome 1383
36.4 Quantentheorie
des Wasserstoffatoms 1385
36.5 Spin-Bahn-Kopplung
und Feinstruktur 1390
36.6 Das Periodensystem
der Elemente 1392
36.7 Spektren im sichtbaren
und im Röntgenbereich 1400
37 Moleküle 1409
37.1 Die chemische Bindung 1410
37.2 *Mehratomige Moleküle 1416
37.3 Energieniveaus und Spektren
zweiatomiger Moleküle 1418
38 Festkörper 1431
38.1 Die Struktur von Festkörpern 1432
38.2 Eine mikroskopische Betrachtung
der elektrischen Leitfähigkeit 1435
38.3 Freie Elektronen im Festkörper 1438
38.4 Die Quantentheorie
der elektrischen Leitfähigkeit 1444
38.5 Das Bändermodell der
Festkörper 1446
38.6 Halbleiter 1448
38.7 *Halbleiterübergangsschichten
und Bauelemente 1450
38.8 Supraleitung 1454
38.9 Die Fermi-Dirac-Verteilung 1457
39 Relativitätstheorie 1467
39.1 Das Newton'sche
Relativitätsprinzip 1468
39.2 Die Einstein'schen Postulate 1469
39.3 Die Lorentz-Transformation 1470
39.4 Uhrensynchronisation
und Gleichzeitigkeit 1477
39.5 Die Geschwindigkeits¬
transformation 1483
39.6 Der relativistische Impuls 1487
39.7 Die relativistische Energie 1488
39.8 Die allgemeine
Relativitätstheorie 1495
40 Kernphysik 1505
40.1 Eigenschaften der Kerne 1506
40.2 Radioaktivität 1509
40.3 Kernreaktionen 1516
40.4 Kernspaltung und Kernfusion 1518
41 Elementarteilchen und die Entstehung
des Universums 1533
41.1 Hadronen und Leptonen 1534
41.2 Spin und Antiteilchen 1537
41.3 Erhaltungssätze 1540
41.4 Quarks 1543
41.5 Feldquanten 1546
41.6 Die Theorie der elektroschwachen
Wechselwirkung 1546
41.7 Das Standardmodell 1547
41.8 Die Entwicklung
des Universums 1548
Anhang
Anhang A (Einheiten, Symbole
und Umrechnungsfaktoren) 1556
Anhang B (Physikalische Größen
und Konstanten) 1559
Anhang C (Die chemischen
Elemente) 1562
Mathematische Grundlagen 1565
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