Naturwissenschaften im Fokus III: Grundlagen der Elektrizität, Strahlung, relativistischen Mechanik, einschließlich stellarer Astronomie und Kosmologie
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Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Springer Vieweg
[2017]
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INHALTSVERZEICHNIS
1 ELEKTRIZITAET - MAGNETISMUS - ELEKTROMAGNETISCHE W ELLEN
.
1
1.1 EINFUEHRUNG - HISTORISCHE ANMERKUNGEN
.
1
1.2 ELEKTRISCHES F E L D
.
4
1.2.1 ELEKTRISCHE LADUNG - COULOMB*SCHES G E SE TZ
.
4
1.2.2 ELEKTROSTATISCHE AUFLADUNG UND ENTLADUNG
.
9
1.2.3 UEBERLAGERUNG ELEKTROSTATISCHER K
RAEFTE. 10
1.2.4 ELEKTROSTATISCHES FELD: FELDSTAERKE - FELDLINIE
.
13
1.2.5 ELEKTRISCHES POTENTIAL - ELEKTRISCHE SPANNUNG
.
18
1.2.6 ELEKTRISCHER FLUSS
&
- GAUSS*SCHES GESETZ
.
21
1.2.7 EBENES FELD - FELDENERGIE - KONDENSATOR -
MILLIKAN-VERSUCH
.
26
1.2.8 SPHAERISCHES FELD -
BLITZENTLADUNG. 36
1.3 ELEKTRISCHER STROM -
GLEICHSTROMKREIS. 42
1.3.1 STROMKREIS: ELEKTRISCHE STROMSTAERKE, SPANNUNG, ENERGIE
UND LEISTUNG. 42
1.3.2 ERGAENZUNGEN UND
BEISPIELE. 48
1.4 MAGNETISMUS
.
54
1.4.1 MAGNETISCHES FELD - ERDMAGNETFELD
.
54
1.4.2 MAGNETISCHE FLUSSDICHTE - LORENTZKRAFT - HALLEFFEKT. . . 56
1.4.3 SPANNUNGSINDUKTION
.
63
1.5 ELEKTROMAGNETISCHE
INDUKTION. 65
1.5.1 MAGNETFELDER IN STROMDURCHFLOSSENEN S P U LE N . 65
1.5.2 FERROMAGNETISCHE S TOFFE
.
. 66
1.5.3 INDUKTIONSGESETZ - URFORM DES ELEKTROGENERATORS . 68
1.5.4 ERGAENZUNGEN UND BEISPIELE
.
.
74
1.5.5 ELEKTRISCHE MASCHINEN: GENERATOREN UND MOTOREN . 85
1.5.6 WECHSELSTROM - DREHSTROM
. 87
1.5.7 TRANSFORM ATOR
.
. 90
1.5.8 INDUKTIVER UND KAPAZITIVER WIDERSTAND IM
WECHSELSTROMKREIS
. 92
1.5.9 SCHWINGUNGEN IM WECHSELSTROMKREIS. 97
1.5.10 ERGAENZUNGEN UND B
EISPIELE. 101
1.6 ERZEUGUNG UND SPEICHERUNG ELEKTRISCHER E N E RG IE
. 111
1.7 ELEKTROMAGNETISCHE W
ELLEN. 112
1.7.1 SCHWINGKREIS MIT SELBSTANREGUNG DURCH RUECKKOPPLUNG . 112
1.7.2 HERTZ*SCHER D IP O L
.
114
1.7.3 EIGENSCHAFTEN DES ELEKTROMAGNETISCHEN WELLENFELDES . . 117
L ITERATU
R.
122
2 STRAHLUNG I: G RU N D LAG EN
. 125
2.1
EINLEITUNG.
125
2.2 LICHTGESCHWINDIGKEIT
.
125
2.3 AETHERWELLEN - KORPUSKELN - DUALITAET DER ELEKTROMAGNETISCHEN
STRAHLUNG.
129
2.4 ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN - STRAHLUNGSQUANTEN
.
131
2.5 EIGENSCHAFTEN DER ELEKTROMAGNETISCHEN STRAHLUNG.
134
2.6 TEMPERATURSTRAHLUNG .
.
136
2.6.1 ERSCHEINUNGSFORMEN DER TEMPERATURSTRAHLUNG
.
136
2.6.2 SCHWARZER S TRA H LE
R. 140
2.6.3 SPEKTRALE
STRAHLUNGSGROESSEN. 141
2.6.4 STRAHLUNGSGESETZE DES SCHWARZEN S TRAH LERS
.
147
2.6.5 ERGAENZUNGEN UND BEISPIELE ZUM STRAHLUNGSGESETZ . 150
2.7 SOLARE
STRAHLUNG.
157
2.7.1 LICHT UND WAERME AUF ERDEN
.
157
2.7.2 STRAHLUNGSSPEKTRUM DER S O N N E
. 158
2.7.3 SOLARKONSTANTE
.
161
2.7.4 DURCHGANG DER SONNENSTRAHLUNG DURCH DIE ERDATMOSPHAERE 163
2.7.5 STRAHLUNGSBILANZ AUF ERDEN
.
.
167
2.8 ERDERWAERMUNG -
KLIMAWANDEL. 170
2.8.1 KOHLENSTOFFDIOXID (C02)
.
170
2.8.2 METHAN (CH4)
.
176
2.8.3 OZON (O Z). 177
2.8.4
LUFTVERSCHMUTZUNG.
178
2.8.5 FOLGEN DES KLIMAWANDELS
.
. 180
2.8.6 K LIM
ASCHUTZ. 182
L ITERATU
R.
.
.
185
3 STRAHLUNG II: A NW
ENDUNGEN.
187
3.1 HUYGENS*SCHES PRINZIP
.
187
3.2 REFLEXION UND BRECHUNG
.
188
3.2.1 GESETZE DER REFLEXION UND B RECHUNG
.
188
3.2.2 EXTREMALPRINZIP VON FERMAT.
193
3.2.3 EBENE UND GEKRUEMMTE S
PIEGEL. 195
3.2.4 PRISMEN UND
LINSEN. 198
3.2.5 DISPERSION BEI DER LICHTBRECHUNG
.
203
3.2.6
SEHEN.
205
3.2.7 OPTISCHE INSTRUMENTE
.
.
. .
.
.
210
3.2.8 LICHTWELLENLEITER (LWL) - OPTISCHE UEBERTRAGUNGSTECHNIK 220
3.3 BEUGUNG - INTERFERENZ
.
221
3.3.1 ERSCHEINUNGSFORMEN
.
221
3.3.2 BEUGUNG UND INTERFERENZ AM EINFACHSPALT. 226
3.3.3 AUFLOESUNGSVERMOEGEN OPTISCHER B AU TEILE
.
232
3.3.4 BEUGUNG UND INTERFERENZ AM D OPPELSPALT
.
234
3.3.5 BEUGUNG UND INTERFERENZ AM GITTER
.
.
240
3.4 SPEKTROSKOPIE - EMISSIONSSPEKTRUM - ABSORPTIONSSPEKTRUM . . 243
3.5
POLARISATION.
246
3.6 STREUPROZESSE
.
251
3.7 ATMOSPHAERISCHE LICHT- UND LEUCHTERSCHEINUNGEN
.
252
3.8 F A R B E
.
.
259
3.8.1 SPEKTRALFARBEN - MISCHFARBEN
.
. 259
3.8.2 FARBM ISCHUNG. 263
3.8.3 F ARBM ETRIK.
.
.
.
. 265
3.8.4 PSYCHOLOGISCHES FARBERLEBNIS
.
267
3.9 ASTRONOMIE II: STRAHLUNG DER
STERNE. 268
3.9.1 ASTRONOMISCHE BEOBACHTUNGSFENSTER
.
.
268
3.9.2 ASTRONOMISCHE FERNROHRE . .
.
.
.
.
271
3.9.3 ASTRONOMISCHE OBSERVATORIEN .
.
.
275
3.9.4 STERNENHIMMEL - BENENNUNG DER STERNBILDER UND STERNE 276
3.9.5 PARALLAKTISCHE ENTFERNUNGSMESSUNG
.
.
278
3.9.6 EIGENBEWEGUNG DER STERNE
.
.
280
3.9.7 STEMHELLIGKEIT
.
.
283
3.9.8 KLASSIFIKATION DER STERNE . . .
.
.
.
295
3.9.9 VERAENDERLICHE S TE RN E
.
.
.
.
306
3.9.10 GALAXIEN
.
.
320
L ITERATU R
.
.
.
.
.
.
. .
336
4 RELATIVISTISCHE M ECHANIK
.
339
4.1 SPEZIELLE RELATIVITAETSTHEORIE (S R T )
.
340
4.1.1 E
INFUEHRUNG.
340
4.1.2 GALILEI - TRANSFORMATION
.
342
4.1.3
AETHEREXPERIMENTE.
351
4.1.4 GRUNDLAGEN DER RELATIVISTISCHEN KINEMATIK
.
356
4.1.5 GRUNDLAGEN DER RELATIVISTISCHEN DYNAMIK. 374
4.2 ALLGEMEINE RELATIVITAETSTHEORIE (ART, GRAVITATIONSTHEORIE). . . . 383
4.2.1
AEQUIVALENZPRINZIPE.
384
4.2.2 GRAVITATIONSPOTENTIAL - SCHWARZSCHILDRADIUS - SCHWARZES
L O C H
.
388
4.2.3 GRAVITATIVE ROTVERSCHIEBUNG
.
391
4.2.4 LICHTABLENKUNG - GRAVITATIONS-LINSENEFFEKT
.
395
4.2.5 GRAVITATIVE ZEITDILATATION UND GRAVITATIVE
RAUM
KONTRAKTION.
399
4.2.6 PERIHELDREHUNG DER PLANETEN
.
402
4.3 ASTRONOMIE III: KOSM
OLOGIE. 403
4.3.1 ZUR HISTORISCHEN ENTWICKLUNG DER K OSM OLOGIE
.
403
4.3.2 MESSUNG KOSMISCHER ENTFERNUNGEN UND
GESCHWINDIGKEITEN.
408
4.3.3
HUBBLE-GESETZ.
411
4.3.4 KOSMISCHE HINTERGRUNDSTRAHLUNG
.
414
4.3.5 KOSMOLOGISCHES PRINZIP UND FOLGERUNGEN
.
418
4.3.6 AUSDEHNUNG DES KOSMISCHEN RAUMES UND SEINE
VERMESSUNG.
425
4.3.7 ALTER DES KOSMOS - KINEMATISCHE LOESUNG
.
428
4.3.8 ALTER DES KOSMOS - DYNAMISCHE LOESUNG -
FRIEDMANN-LEMAITRE-GLEICHUNGEN. 430
4.3.9 DIE DILEMMATA DER HEUTIGEN KOSMOLOGIE
.
437
L ITERA TU
R.
448
PERSONENVERZEICHNIS
.
451
SACHVERZEICHNIS
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