Einführung in die Physik des 20. Jahrhunderts: Relativitätstheorie, Quantenmechanik, Elementarteilchenphysik und Kosmologie ; [Extras online]
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Hallbergmoos
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Titel: Einführung in die Physik des 20. Jahrhunderts
Autor: Griffiths, David J
Jahr: 2015
Inhaltsverzeichnis
Vorwort 7
Vorwort zur deutschen Auflage 9
1 Einführung: Klassische Grundlagen 11
1.1 Vorbemerkungen 13
1.1.1 Einheiten 13
1.1.2 Wissenschaftliche Schreibweise 14
1.1.3 Signifikante Stellen 15
1.2 Mechanik 17
1.2.1 Kinematik 17
1.2.2 Dynamik 23
1.3 Kräfte 27
1.3.1 Das Newton'sehe Gravitationsgesetz 28
1.3.2 Planetenbewegung 30
1.3.3 Das Coulomb'sche Gesetz 32
1.4 Erhaltungssätze 33
1.4.1 Impuls 34
1.4.2 Arbeit und Leistung 36
1.4.3 Energie 38
1.4.4 Energieerhaltung 41
1.4.5 Potentielle Energie im Schwerefeld 44
1.5 Wellen 46
1.5.1 Ausbreitungsgeschwindigkeit, Wellenlänge und Frequenz . 47
1.5.2 Interferenz 50
1.5.3 Stehende Wellen 53
2 Spezielle Relativitätstheorie 57
2.1 Einsteins Postulate 59
2.1.1 Das Relativitätsprinzip 59
2.1.2 Die Universalität der Lichtgeschwindigkeit 62
2.2 Konsequenzen 65
2.2.1 Die Relativität der Gleichzeitigkeit 65
2.2.2 Zeitdilatation 67
2.2.3 Längenkontraktion 70
2.3 Paradoxien 73
2.3.1 Das Paradoxon der Längenkontraktion 74
2.3.2 Das Paradoxon der Zeitdilatation 75
2.3.3 Das Scheunenparadoxon 76
2.3.4 Das Zwillingsparadoxon 77
2.4 Relativistische Mechanik 79
2.4.1 Masse und Impuls 79
2.4.2 Energie 82
2.4.3 Masselose Teilchen 86
2.5 Die Struktur der Raumzeit 87
3 Quantenmechanik 93
3.1 Photonen 95
3.1.1 Die Planck-Formel 95
3.1.2 Der photoelektrische Effekt 96
3.1.3 Der Compton-Effekt 98
3.1.4 de Broglies Hypothese 99
3.2 Das Bohr'sche Atommodell 101
3.2.1 Zulässige Energien 102
3.3 Quantenmechanik 107
3.3.1 Welle-Teilchen-Dualismus 107
3.3.2 Die Wellenfunktion 107
3.3.3 Borns Wahrscheinlichkeitsinterpretation 108
3.3.4 Unbestimmtheit 110
3.3.5 Unscharfe 110
3.3.6 Der Tunneleffekt 113
3.4 Was ist an der Quantenmechanik so seltsam? 114
3.4.1 Drei Philosophien 116
3.4.2 Das Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon 118
3.4.3 Beils Beweis 120
3.4.4 Nichtlokalität 121
3.4.5 Schrödingers Katze 122
4 Elementarteilchenphysik 125
4.1 Die frühe Periode (1897-1932) 127
4.1.1 Elektronen, Protonen und Neutronen 127
4.1.2 Atome 128
4.1.3 Atomkerne 132
4.2 Die mittleren Jahre (1930-1960) 139
4.2.1 Neutrinos (1930-1956) 139
4.2.2 Mesonen (1934-1947) 141
4.2.3 Seltsame Teilchen (1947-1960) 143
4.3 Das moderne Zeitalter (1961-1978) 146
4.3.1 Der Achtfache Weg (1961) 146
4.3.2 Das Quarkmodell (1964) 149
4.3.3 Die Novemberrevolution der Physik (1974) 152
4.3.4 Das Standardmodell (1978) 154
4.4 Wechselwirkungen 157
4.4.1 Elektrodynamik 158
4.4.2 Chromodynamik 162
4.4.3 Schwache Wechselwirkung 164
4.4.4 Erhaltungssätze 167
4.4.5 Vereinheitlichung 171
5 Kosmologie 173
5.1 Expansion des Universums 176
5.1.1 Sterne und Galaxien 176
5.1.2 Die kosmologische Rotverschiebung 178
5.1.3 Das Hubble-Gesetz 179
5.1.4 Der Urknall 182
5.2 Der kosmische Mikrowellenhintergrund 183
5.2.1 Schwarzkörperstrahlung 183
5.2.2 Arno Penzias und Robert Wilson 186
5.3 Der Ursprung der Materie 188
5.3.1 Leichte Elemente 189
5.3.2 Schwere Elemente 189
5.3.3 Sterne und Galaxien 190
5.4 Ungelöste Rätsel 191
5.4.1 Die Dunkle Materie 191
5.4.2 Die Gestalt des Universums 192
5.4.3 Die Zukunft 195
5.4.4 Die Dunkle Energie 196
Index 198
Bildnachweise 205
Die Physiker vom Umschlag 206 |
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