Holdings: Physik für Ingenieure für Dummies

Physik für Ingenieure für Dummies:

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Bibliographic Details
Main Author:	Thomsen, Christian 1959- (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Weinheim Wiley 2019
Edition:	2. Auflage
Series:	... für dummies Lernen einfach gemacht
Subjects:	Physik Mathematik Mathematik in den Ingenieurwissenschaften Lehrbuch
Online Access:	Inhaltsverzeichnis
Item Description:	Auf dem Cover: "Die mathematischen Grundlagen endlich verstehen ; Mechanik, Thermodynamik, Elektrizität und Magnetismus begreifen ; Optik, Atom-, Kern- und Festkörperphysik meistern"
Physical Description:	501 Seiten Illustrationen, Diagramme
ISBN:	9783527715367 3527715363

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adam_text	AUF EINEN BLICK UEBER DEN AUTOR.............................................................................. 7 EINLEITUNG....................................................................................... 19 TEIL I: MECHANIK.............................................................................. 23 KAPITEL 1: MATHEMATISCHE BUDDELKISTE....................................................................... 25 KAPITEL 2: KRAEFTE SCHAFFEN BEWEGUNG ......................................................................... 51 KAPITEL 3: ARBEIT UND ENERGIE..................................................................................... 73 KAPITEL 4: ERHALTUNGSSAETZE UND IHRE FOLGEN................................................................ 83 KAPITEL 5: ALLES SCHWINGT............................................................................................. 93 KAPITEL 6: WELLENSCHLAEGEN......................................................................................... 115 KAPITEL 7: ALLES IST RELATIV............................................................................................. 129 TEIL II: THERMODYNAMIK ................................................................. 139 KAPITEL 8: TEMPERATUR: WARM UND KALT ...................................................................... 141 KAPITEL 9: ZUSTAENDE AENDERN SICH................................................................................. 155 KAPITEL 10: UNORDNUNG NIMMT VON SELBER Z U .............................................................. 167 KAPITEL 11: AUS WAERME KRAFT ERZEUGEN........................................................................ 177 KAPITEL 12: FLUESSIGKEITEN IN BEWEGUNG ......................................................................... 191 TEIL III: ELEKTRIZITAETSLEHRE UND MAGNETISMUS ............................. 209 KAPITEL 13: LADUNGEN OHNE BEWEGUNG......................................................................... 211 KAPITEL 14: ELEKTRISCHE STROEME ..................................................................................... 233 KAPITEL 15: MAGNETFELDER UND STROEME ......................................................................... 247 KAPITEL 16: ELEKTROMAGNETISMUS................................................................................... 267 TEIL IV: O PTIK....................................................................................279 KAPITEL 17: LICHT VERBIEGEN............................................................................................ 281 KAPITEL 18: RAFFINIERTE LINSEN........................................................................................ 301 KAPITEL 19: LICHT SPALTET SICH A U F................................................................................... 309 TEIL V: ATOMPHYSIK......................................................................... 317 KAPITEL 20: DIE WELT DER ATOM E.................................................................................... 319 KAPITEL 21: KERN UND KUGELN ......................................................................................... 333 KAPITEL 22: ATOME IM WIRKLICHEN LEBEN........................................................................ 339 KAPITEL 23: QUANTENMECHANIK..................................................................................... 351 TEIL VI: KERNPHYSIK ......................................................................... 373 KAPITEL 24: KERNE: KLEINER ALS ATOM E............................................................................ 375 KAPITEL 25: PLOETZLICH IST DER KERN W EG........................................................................... 387 KAPITEL 26: ANWENDUNGEN DER KERNE............................................................................ 399 10 AUF EINEN BLICK TEIL VII: FESTKOERPERPHYSIK ............................................................. 407 KAPITEL 27: ATOME IN FESTKOERPERN................................................................................... 409 KAPITEL 28: DAS GITTER BEWEGT SICH ................................................................................. 425 KAPITEL 29: ELEKTRONEN IM FESTKOERPER............................................................................ 437 KAPITEL 30: HALBLEITER SIND KEINE HALBEN LEITER............................................................. 455 KAPITEL 31: P-N UEBERGANG IN DER PRAXIS ......................................................................... 475 TEIL VIII: DER TOP-TEN-TEIL ................................................................ 489 KAPITEL 32: ZEHN RATSCHLAEGE UM SPASS AN DER PHYSIK ZU HABEN ................................... 491 SPICKZETTEL.......................................................................................495 STICHWORTVERZEICHNIS .................................................................... 497 INHALTSVERZEICHNIS UEBER DEN AUTOR.............................................................................. 7 DANKSAGUNG............................................................................................................ 7 EINLEITUNG....................................................................................... 19 UEBER DIESES BUCH.................................................................................................... 19 KONVENTIONEN IN DIESEM BUCH .............................................................................. 19 TOERICHTE ANNAHMEN UEBER DIE LESER........................................................................ 19 WIE DIESES BUCH AUFGEBAUT IS T .............................................................................. 20 TEIL I: MECHANIK............................................................................................... 20 TEIL II: THERMODYNAMIK .................................................................................. 20 TEIL III: ELEKTRIZITAETSLEHRE UND MAGNETISMUS.................................................. 20 TEIL IV: OPTIK.................................................................................................... 20 TEIL V: ATOMPHYSIK.......................................................................................... 21 TEIL VI: KERNPHYSIK .......................................................................................... 21 TEIL VII: FESTKOERPERPHYSIK................................................................................ 21 TEIL VIII: DER TOP-TEN-TEIL................................................................................. 21 ANHANG........................................................................................................... 21 SYMBOLE, DIE IN DIESEM BUCH VERWENDET WERDEN................................................. 21 WIE ES WEITERGEHT.......................................................................................... 22 TEIL I MECHANIK...................................................................................... 23 KAPITEL 1 MATHEMATISCHE BUDDELKISTE ....................................................... 25 PHYSIKALISCHE GROESSEN UND EINHEITEN..................................................................... 25 WELCHE EINHEIT HAT DIE GROESSE ....................................................................... 26 RECHNEN MIT SKALAREN.................................................................................... 27 MIT VEKTOREN RECHNEN.................................................................................... 28 ADDITION VON VEKTOREN.................................................................................... 29 ZERLEGUNG VON VEKTOREN................................................................................. 30 LAENGE EINES VEKTORS...................................................................................... 31 SKALARPRODUKT VON VEKTOREN.......................................................................... 31 VEKTORPRODUKT VON VEKTOREN......................................................................... 33 TRIGONOMETRISCHE FUNKTIONEN................................................................................ 35 KOMPLEXE ZAHLEN.................................................................................................... 37 DIFFERENTIATION........................................................................................................ 40 INTEGRATION............................................................................................................... 43 EINIGE THEORETISCHE BETRACHTUNGEN ............................................................... 43 PRAKTISCHES INTEGRIEREN.................................................................................. 46 REIHENENTWICKLUNGEN.................................................................................... 48 KAPITEL 2 KRAEFTE SCHAFFEN BEWEGUNG............................................................ 51 BEWEGUNGEN - GERADE UND IM KREIS......................................................................... 51 WIE SCHNELL DARF ES SEIN? .................................................................................. 51 ALLES DREHT SICH IM KREIS ................................................................................. 53 VEKTOREN KOENNEN KREISBEWEGUNGEN BESCHREIBEN......................................... 55 BEWEGUNG IM SCHWEREFELD ..................................................................................... 56 NEWTON UND KEPLER WAREN GENIAL........................................................................... 58 DAS NEWTONSCHE GRAVITATIONSGESETZ............................................................. 59 KEPLERS GESETZE.............................................................................................. 60 KRAEFTE UND AXIOME BESTIMMEN DIE MECHANIK ...................................................... 62 ERSTES NEWTONSCHE AXIOM ............................................................................. 63 ZWEITES NEWTONSCHES AXIOM ......................................................................... 63 DER DREHIMPULS ............................................................................................. 66 DRITTES NEWTONSCHES AXIOM ........................................................................... 70 KAPITEL 3 ARBEIT UND ENERGIE........................................................................ 73 ARBEIT MUESSEN ALLE LEISTEN....................................................................................... 73 LEISTUNG IST ARBEIT PRO ZEIT ..................................................................................... 78 ENERGIE GEHT UNS ALLE AN ......................................................................................... 78 POTENZIELLE ENERGIE........................................................................................ 78 KINETISCHE ENERGIE......................................................................................... 79 ROTATIONSENERGIE............................................................................................ 79 ENERGIE EINER GESPANNTEN FEDER.................................................................... 80 KAPITEL 4 ERHALTUNGSSAETZE UND IHRE FOLGEN ................................................ 83 ENERGIEERHALTUNG..................................................................................................... 83 ... UND IMPULSERHALTUNG.......................................................................................... 85 ELASTISCHER STOSS............................................................................................. 85 INELASTISCHER STOSS........................................................................................... 86 MANAGERPENDEL............................................................................................. 87 STOSSPROBLEME IN EINER EBENE........................................................................ 88 ... UND DREHIMPULSERHALTUNG AUCH......................................................................... 90 KAPITEL 5 ALLES SCHWINGT................................................................................ 93 UNGEDAEMPFTE SCHWINGUNGEN................................................................................. 93 PENDEL ALS PROTOTYP FUER SCHWINGUNGEN......................................................... 93 ANFANGSBEDINGUNGEN SIND MANCHMAL MUEHSAM............................................ 100 WENN DAS PENDEL MAL WEIT AUSSCHLAEGT.................................................................... 103 GEDAEMPFTE SCHWINGUNG BERECHNEN........................................................................ 104 SCHWINGUNGEN KOENNEN AUCH ERZWUNGEN WERDEN .................................................. 108 KAPITEL 6 WELLEN SCHLAGEN ............................................................................. 115 DIE WELLENGLEICHUNG MACHT S................................................................................. 115 WELLEN MACHEN SICH BREIT........................................................................................ 117 WENN WELLEN SICH UEBERLAGERN................................................................................ 122 KONSTRUKTIV ODER DESTRUKTIV .......................................................................... 122 STEHENDE WELLEN............................................................................................ 123 WELLEN REISEN IN GRUPPEN .............................................................................. 124 FOURIER............................................................................................................ 126 KAPITEL 7 ALLES IST RELATIV................................................................................ 129 TRANSFORMATIONEN MACHEN F I T ................................................................................ 129 SCHNELLER GEHT S NICHT............................................................................................. 131 GLEICHZEITIGKEIT GEHT VERLOREN................................................................................. 134 LAENGE, GESCHWINDIGKEIT, MASSE UND ENERGIE......................................................... 135 LAENGEN VERKUERZEN SICH.................................................................................. 135 GESCHWINDIGKEITEN ADDIEREN SICH SELTSAM ................................................... 135 MASSEN NEHMEN ZU........................................................................................ 137 TEIL II THERMODYNAMIK ......................................................................... 139 KAPITEL 8 TEMPERATUR: WARM UND KALT.........................................................141 CELSIUS, FAHRENHEIT UND KELVIN.............................................................................. 141 DAS IDEALE GAS........................................................................................................ 143 DIE FREIHEIT EINES MOLEKUELS ........................................................................... 145 EIN, ZWEI,..., GANZ VIELE TEILCHEN ................................................................... 145 DRUCK, VOLUMEN UND TEMPERATUR HALTEN ZUSAMMEN ........................................... 147 JEDER MIT SEINER GESCHWINDIGKEIT.......................................................................... 149 REALE GASE: SO SIEHT DIE WIRKLICHKEIT AUS.............................................................. 152 KAPITEL 9 ZUSTAENDE AENDERN SICH ................................................................... 155 ... IN IDEALEN GASEN.................................................................................................. 155 TEMPERATURVERAENDERUNGEN ........................................................................... 156 ISOCHOREN: GLEICHE VOLUMINA - KEINE ARBEIT.................................................. 157 ISOTHERMEN: DIE TEMPERATUR VERAENDERT SICH NICHT ....................................... 158 ADIABATISCHE PROZESSE.................................................................................... 159 ISOBARER PROZESS: DER DRUCK BLEIBT KONSTANT................................................. 160 ... UND IN REALEN GASEN............................................................................................ 161 WAERMEKAPAZITAET: JE KLEINER DESTO WAERMER............................................................. 163 KAPITEL 10 UNORDNUNG NIMMT VON SELBER ZU ................................................ 167 ENTROPIE ALS THERMODYNAMISCHE GROESSE ................................................................. 167 ENTROPIE ALS STATISTISCHE GROESSE............................................................................... 171 MIT ENTHALPIE GASE VERSCHIEBEN ............................................................................. 173 KAPITEL 11 AUS WAERME KRAFT ERZEUGEN .......................................................... 177 DER OTTO-MOTOR LAEUFT RU N D ..................................................................................... 177 DER CARNOT-PROZESS IST OPTIM AL............................................................................... 179 DER STIRLING-MOTOR OHNE INTERNE VERBRENNUNG ...................................................... 186 KAPITEL 12 FLUESSIGKEITEN IN BEWEGUNG ........................................................... 191 DRUCKVERAENDERUNG DURCH SCHWERKRAFT .................................................................. 191 STATISCHE FLUESSIGKEITEN................................................................................... 191 SCHWEREDRUCK IN GASEN................................................................................. 194 SICH GEMEINSAM FORTBEWEGEN: VISKOSITAET UND STROEMUNGEN................................. 195 BROWNSCHE BEWEGUNG IN FLUESSIGKEITEN......................................................... 195 STROEMENDE FLUESSIGKEITEN................................................................................ 198 STROEMUNGEN MIT REIBUNG............................................................................... 200 STROEMUNGEN MIT HOEHERER GESCHWINDIGKEIT .................................................. 205 TEIL III ELEKTRIZITAETSLEHRE UND MAGNETISMUS ................................ 209 KAPITEL 13 LADUNGEN OHNE BEWEGUNG........................................................... 211 COULOMBGESETZ....................................................................................................... 211 ELEKTRISCHE FELDER.................................................................................................... 215 ELEKTRISCHER FLUSS.................................................................................................... 219 ELEKTRISCHE FELDER IN MATERIE................................................................................. 223 MIT SPANNUNG ZUR SPANNUNG................................................................................. 225 KONDENSATOR........................................................................................................... 226 KAPITEL 14 ELEKTRISCHE STROEME ........................................................................ 233 STROEME PANDA REI (ALLES FLIESST)................................................................................. 233 KIRCHHOFFSCHE GESETZE................................................................................ 237 AUF- UND ENTLADEN VON KONDENSATOREN................................................................. 242 KAPITEL 15 MAGNETFELDER UND STROEME............................................................ 247 MAGNETFELDER........................................................................................................... 247 ... IM VAKUUM................................................................................................. 247 ... UND IN MATERIE............................................................................................ 249 STROEME ERZEUGEN MAGNETFELDER............................................................................. 251 AMPERESCHES DURCHFLUTUNGSGESETZ........................................................................ 253 KRAEFTE ZWISCHEN STROEMEN........................................................................................ 255 LEITERSCHAUKEL................................................................................................ 255 BIOT-SAVARTSCHES GESETZ................................................................................ 257 MAGNETFELDER ERZEUGEN STROEME............................................................................. 258 WECHSELSPANNUNG UND WECHSELSTROEME................................................................. 261 OHMSCHES GESETZ BEI WECHSELSPANNUNGEN................................................. 262 DER LC SCHWINGKREIS ...................................................................................... 264 KAPITEL 16 ELEKTROMAGNETISMUS..................................................................... 267 ELEKTRISCHE UND MAGNETISCHE FELDER...................................................................... 267 EIN TRANSFORMATOR FUER WECHSELSPANNUNGEN.......................................................... 269 GENERATOREN ERZEUGEN STROM ................................................................................ 271 ELEKTROMAGNETISCHE FELDER IM WECHSELSPIEL......................................................... 273 MAXWELLS GENIALE GLEICHUNGEN.............................................................................. 276 TEIL IV OPTIK................................................................................................279 KAPITEL 17 LICHT VERBIEGEN .............................................................................. 281 LICHT - WELLE ODER TEILCHEN?.................................................................................... 281 LICHT ALS WELLE......................................................................................................... 282 LICHT UND MEDIEN.................................................................................................... 285 REFLEXION......................................................................................................... 285 SNELLIUSSCHES BRECHUNGSGESETZ..................................................................... 287 TOTALREFLEXION................................................................................................. 291 FARBZERLEGUNG MIT HILFE DES PRISMAS..................................................................... 292 LINSEN UND ABBILDUNGEN........................................................................................ 293 LISTINGSCHE STRAHLENKONSTRUKTION.......................................................................... 296 KAPITEL 18 RAFFINIERTE LINSEN.......................................................................... 301 AUS DER FERNE HERANHOLEN..................................................................................... 301 WINZIGES GANZ GROSS MACHEN.................................................................................. 302 GANZ WINZIGES GANZ GROSS MACHEN......................................................................... 304 KAPITEL 19 LICHT SPALTET SICH AUF.....................................................................309 BEUGUNG AM SPALT.................................................................................................. 309 INTERFERENZ AM DOPPELSPALT.................................................................................... 312 OPTISCHE GITTER ZUR ANALYSE.................................................................................... 315 TEIL V ATOMPHYSIK....................................................................................317 KAPITEL 20 DIE WELT DER ATOME........................................................................319 STREUVERSUCHE AN ATOM EN ..................................................................................... 319 DIE ENTDECKUNG DES PHOTONS ................................................................................. 322 DISKRETE STRAHLUNG................................................................................................... 327 COMPTON-EFFEKT....................................................................................................... 329 KAPITEL 21 KERN UND KUGELN.............................................................................333 BOHRSCHES ATOMMODELL........................................................................................... 333 ELEKTRONEN TREFFEN AUF ATOME ................................................................................. 337 KAPITEL 22 ATOME IM WIRKLICHEN LEBEN......................................................... 339 ENERGIESPARLAMPEN................................................................................................ 339 WIE VIEL UHR IST ES, BITTE?........................................................................................ 341 DIE GRUNDLAGE DES LASERSCHWERTS......................................................................... 343 MIT ROENTGENSTRAHLEN DURCHSEHEN .......................................................................... 346 KLEIN ABER FEIN: DIE MIKROSONDE............................................................................. 348 KAPITEL 23 QUANTENMECHANIK.........................................................................351 UND WIEDER DIE FRAGE: WELLE ODER TEILCHEN? .......................................................... 352 WELLENPAKETE UND UNSCHAERFERELATION.................................................................... 353 SCHROEDINGERGLEICHUNG: DIE KOENIGSKLASSE................................................................ 357 ELEKTRONEN IM WASSERSTOFFATOM............................................................................. 362 DIE BEDEUTUNG DER QUANTENZAHLEN I UND ^ ......................................................... 368 PAULI-PRINZIP UND PERIODENSYSTEM......................................................................... 369 STERN-GERLACH EXPERIMENT..................................................................................... 371 TEIL VI KERNPHYSIK....................................................................................373 KAPITEL 24 KERNE: KLEINER ALS ATOME.............................................................. 375 KERNFORM ................................................................................................................ 375 SIE BAUEN SICH ATOMKERNE..................................................................................... 379 WIESO HAELT EIN KERN ZUSAMMEN?............................................................................ 381 EIN KERN WIEGT ZU WENIG......................................................................................... 383 KAPITEL 25 PLOETZLICH IST DER KERN WEG.............................................................387 DER KERN SPUCKT EIN GROSSES TEILCHEN AUS .............................................................. 387 ZWEI KLEINE TEILCHEN ENTFLIEHEN DEM KERN............................................................. 389 KERNE ENTSENDEN PHOTONEN .................................................................................. 392 ENERGIE VON ALPHA, BETA ODER GAMMA STRAHLEN ................................................... 393 COUNTDOWN ZUM ZERFALL........................................................................................... 394 KERNSPALTUNG UND KERNFUSION - JETZT WIRD ES HEISS ............................................... 396 KAPITEL 26 ANWENDUNGEN DER KERNE..............................................................399 ENERGIEERZEUGUNG MIT KERNEN................................................................................ 399 KERNSPALTUNG ODER LEICHTER-WERDENDE KERNE ........................................... 399 KERNFUSION ODER SCHWERER-WERDENDE KERNE............................................. 402 STRAHLUNGSEINHEITEN................................................................................................ 402 WIRKUNG DER KERNSTRAHLUNG.................................................................................... 403 ZERFAELLE ZAEHLEN........................................................................................................ 404 TEIL VII FESTKOERPERPHYSIK....................................................................... 407 KAPITEL 27 ATOME IN FESTKOERPERN...................................................................409 ALLES HAT SEINE ORDNUNG......................................................................................... 409 UNGEORDNETE FESTKOERPER........................................................................................ 411 EINKRISTALLE UND EINHEITSZELLEN................................................................................ 412 BASIS MIT NUR EINEM ATOM ............................................................................. 414 BASIS MIT MEHR ALS EINEM A TOM .................................................................... 418 STRUKTURBESTIMMUNG MIT ROENTGENSTRAHLUNG......................................................... 418 KONSTRUKTIVE INTERFERENZEN MIT DER BRAGG-BEDINGUNG ................................ 420 AUSWAHLREGELN BEI DER ROENTGENSTREUUNG..................................................... 422 KAPITEL 28 DAS GITTER BEWEGT SICH..................................................................425 REZIPROKER RAUM - EINE GENIALE ERFINDUNG ......................................... 425 LINEARE KETTE MIT EINEM ATOM IN DER BASIS ........................................................... 428 LINEARE KETTE MIT ZWEI ATOMEN IN DER BASIS.......................................................... 431 EIN WIRKLICHER KRISTALL.............................................................................................. 435 KAPITEL 29 ELEKTRONEN IM FESTKOERPER............................................................437 SO TUN ALS OB ES NUR ELEKTRONEN GAEBE ................................................................... 437 JEDES ELEKTRON HAT EINEN ZUSTAND FUER SICH............................................................. 439 GEFANGENE ELEKTRONEN............................................................................................ 443 ELEKTRONEN SPUEREN DIE ATOM E................................................................................ 444 ELEKTRONEN BEWEGEN SICH........................................................................................ 447 ELEKTRISCHER WIDERSTAND................................................................................. 447 KAPITEL 30 HALBLEITER SIND KEINE HALBEN LEITER............................................455 LOECHER: DAS GEGENTEIL VON ELEKTRONEN................................................................... 455 DIREKT ODER INDIREKT................................................................................................ 456 ZU GAST BEIM HALBLEITER............................... 458 DOTIERTE HALBLEITER WERDEN AUFGEWAERMT................................................................ 462 ALLE WOLLEN MOBIL SEIN.............................................................................................. 467 DER P-N UEBERGANG................................................................................................... 468 MIT SPANNUNG WIRD S SPANNEND..................................................................... 471 KAPITEL 31 P-N UEBERGANG IN DER PRAXIS.......................................................... 475 DIODE - EINBAHNSTRASSE FUER STROEME........................................................................ 475 SONNENLICHT IN STROM VERWANDELN................................................................. 477 TRANSISTOR: ELEKTRONISCHER SCHALTER FUER STROEME ...................................................... 480 EINE UMGEKEHRTE SOLARZELLE................................................................................ 483 KOHAERENTES LICHT AUS DIODEN: HALBLEITERLASER........................................................ 485 TEIL VIII DER TOP-TEN-TEIL ........................................................................... 489 KAPITEL 32 ZEHN RATSCHLAEGE UM SPASS AN DER PHYSIK ZU HABEN ................. 491 STUDIEREN GEHT UEBER PROBIEREN ...................................................................... 491 NUR DAS EXPERIMENT ZAEHLT............................................................................... 491 SELBER EXPERIMENTIEREN................................................................................. 491 APPLETS: MIT DEM INTERNET ARBEITEN .............................................................. 491 EXPERIMENTIEREN VON ZUHAUSE AUS................................................................ 492 EINBLICK IN DIE THEORETISCHE PHYSIK ................................ 492 BUECHERWUERMER............................................................................................... 492 PHYSIK VERTIEFEN ............................................................................................. 492 IN ANDERE DIMENSIONEN GEHEN ...................................................................... 492 FUER DEN KAMINSESSEL..................................................................................... 493 SPICKZETTEL.......................................................................................495 STICHWORTVERZEICHNIS .................................................................... 497
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