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Physik: eine Einführung für Ingenieure und Naturwissenschaftler

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Bibliographische Detailangaben
1. Verfasser:	Harten, Ulrich 1955- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Berlin Springer Vieweg [2021]
Ausgabe:	8. Auflage
Schlagworte:	Physik Dynamik Mechanik starrer Köper Wärmelehre Optik Hydrostatik Mechanik deformierbarer Körper Wechselspannung Festkörper Experimentalphysik Kinematik Einführung in die Physik Elektrizität Hydrodynamik Magnetismus Atom- und Kernphysik Wellen Elektrizitätslehre Elektrisches Feld Lehrbuch
Online-Zugang:	Inhaltstext Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	XVI, 441 Seiten Illustrationen, Diagramme
ISBN:	9783662616970

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Datensatz im Suchindex

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 GRUNDBEGRIFFE .............................................................................................................. 1 1.1 PHYSIKALISCHE GROESSEN ...................................................................................................... 2 1.1.1 PHYSIKALISCHE GROESSEN UND IHRE EINHEITEN ......................................................................... 2 1.1.2 SL EINHEITENSYSTEM ........................................................................................................... 4 1.1.3 DIMENSIONSKONTROLLE ....................................................................................................... 5 1.2 MENGENANGABEN.............................................................................................................. 6 1.2.1 MASSE UND STOFFMENGE .................................................................................................... 6 1.2.2 DICHTEN UND GEHALTE ....................................................................................................... 7 1.3 STATISTIK UND MESSUNSICHERHEIT....................................................................................... 9 1.3.1 MESSFEHLER ....................................................................................................................... 9 1.3.2 MITTELWERT UND STREUMASS ................................................................................................. 10 1.3.3 MESSUNSICHERHEIT.............................................................................................................. 11 1.3.4 FEHLERFORTPFLANZUNG ......................................................................................................... 13 1.4 VEKTOREN UND SKALARE ...................................................................................................... 14 1.5 WICHTIGE FUNKTIONEN ....................................................................................................... 19 1.5.1 WINKELFUNKTIONEN ............................................................................................................ 19 1.5.2 EXPONENTIALFUNKTION UND LOGARITHMUS ............................................................................ 20 1.5.3 POTENZFUNKTIONEN ............................................................................................................ 23 1.5.4 ALGEBRAISCHE GLEICHUNGEN ............................................................................................... 24 1.6 FRAGEN UND UEBUNGEN ..................................................................................................... 26 2 MECHANIK STARRER KOERPER .......................................................................................... 29 2.1 KINEMATIK (BEWEGUNG) .................................................................................................... 31 2.1.1 FAHRSTRECKE UND GESCHWINDIGKEIT .................................................................................... 31 2.1.2 BESCHLEUNIGUNG ............................................................................................................... 34 2.1.3 UEBERLAGERUNG VON BEWEGUNGEN ...................................................................................... 37 2.1.4 KINEMATIK DER DREHBEWEGUNGEN ...................................................................................... 41 2.1.5 RELATIV ODER ABSOLUT? ....................................................................................................... 44 2.2 KRAFT, DREHMOMENT, ENERGIE ............................................................................................ 45 2.2.1 KRAFT ................................................................................................................................. 45 2.2.2 GEWICHTSKRAFT UND GRAVITATION ......................................................................................... 49 2.2.3 REIBUNGSKRAFT ................................................................................................................... 50 2.2.4 ARBEIT UND ENERGIE ........................................................................................................... 52 2.2.5 KINETISCHE ENERGIE ............................................................................................................ 56 2.2.6 HEBEL UND DREHMOMENT ................................................................................................... 59 2.2.7 DIE GRUNDGLEICHUNGEN DER STATIK .................................................................................... 62 2.2.8 GLEICHGEWICHTE ................................................................................................................. 62 2.3 DYNAMIK DER LINEAREN BEWEGUNG .................................................................................... 65 2.3.1 DIE NEWTON SCHEN GESETZE ............................................................................................... 65 2.3.2 KRAFT = GEGENKRAFT ............................................................................................................ 69 2.3.3 BEWEGUNGSGLEICHUNG ...................................................................................................... 70 2.3.4 IMPULS .............................................................................................................................. 71 XII INHALTSVERZEICHNIS 2.4 DYNAMIK DER ROTATION ....................................................................................................... 75 2.4.1 DAS 2. NEWTON SCHE GESETZ IN NEUEM KLEID ...................................................................... 75 2.4.2 DYNAMIK DER KREISBEWEGUNG ........................................................................................... 76 2.4.3 TRAEGHEITSMOMENT ............................................................................................................. 78 2.4.4 DIE ROLLBEWEGUNG ............................................................................................................. 79 2.4.5 DREHIMPULSERHALTUNG ........................................................................................................ 81 2.5 TRAEGHEITSKRAEFTE ................................................................................................................ 83 2.5.1 LINEAR BESCHLEUNIGTE BEZUGSSYSTEME .............................................................................. 83 2.5.2 ROTIERENDE BEZUGSSYSTEME .............................................................................................. 85 2.5.3 TRAEGHEITSKRAEFTE IN DER TECHNISCHEN MECHANIK .................................................................. 87 2.6 FRAGEN UND UEBUNGEN ...................................................................................................... 91 3 MECHANIK DEFORMIERBARER KOERPER ......................................................................... 97 3.1 DIE AGGREGATZUSTAENDE .................................................................................................... 98 3.2 FESTKOERPER........................................................................................................................ 99 3.2.1 STRUKTUR DER FESTKOERPER .................................................................................................... 99 3.2.2 VERFORMUNG VON FESTKOERPERN ........................................................................................... 100 3.2.3 VISKOELASTIZITAET ................................................................................................................. 104 3.3 HYDROSTATIK ....................................................................................................................... 104 3.3.1 STEMPELDRUCK ................................................................................................................... 104 3.3.2 SCHWEREDRUCK ................................................................................................................... 106 3.3.3 AUFTRIEB ............................................................................................................................. 108 3.3.4 MANOMETER ...................................................................................................................... 110 3.3.5 PUMPEN ............................................................................................................................. 111 3.3.6 KOMPRESSIBILITAET ................................................................................................................ 111 3.4 GRENZFLAECHEN ................................................................................................................... 112 3.4.1 KOHAESION ........................................................................................................................... 112 3.4.2 ADHAESION ........................................................................................................................... 116 3.5 HYDRODYNAMIK.................................................................................................................. 118 3.5.1 IDEALE STROEMUNG ................................................................................................................ 118 3.5.2 ZAEHIGKEIT (VISKOSITAET) ........................................................................................................ 121 3.5.3 REALE STROEMUNG DURCH ROHRE ........................................................................................... 122 3.5.4 UMSTROEMUNG VON HINDERNISSEN ....................................................................................... 126 3.6 FRAGEN UND UEBUNGEN ...................................................................................................... 130 4 MECHANISCHE SCHWINGUNGEN UND WELLEN ............................................................ 133 4.1 MECHANISCHE SCHWINGUNGEN .......................................................................................... 134 4.1.1 ALLES WAS SCHWINGT ........................................................................................................... 134 4.1.2 HARMONISCHE SCHWINGUNGEN ........................................................................................... 134 4.1.3 GEDAEMPFTE SCHWINGUNGEN .............................................................................................. 138 4.1.4 ERZWUNGENE SCHWINGUNGEN ............................................................................................ 140 4.1.5 UEBERLAGERUNG VON SCHWINGUNGEN ................................................................................... 142 4.2 WELLEN ................................................................................................................................ 145 4.2.1 WELLENARTEN ...................................................................................................................... 145 4.2.2 HARMONISCHE SEILWELLEN ................................................................................................... 147 4.2.3 INTENSITAET UND ENERGIETRANSPORT ........................................................................................ 150 4.2.4 STEHENDE WELLEN .............................................................................................................. 152 INHALTSVERZEICHNIS 4.2.5 SCHALLWELLEN ...................................................................................................................... 153 4.2.6 SCHALLWAHRNEHMUNG ....................................................................................................... 155 4.2.7 DOPPLEREFFEKT ................................................................................................................... 157 4.3 FRAGEN UND UEBUNGEN ....................................................................................................... 162 5 WAERMELEHRE ................................................................................................................. 165 5.1 DIE GRUNDLEGENDEN GROESSEN ........................................................................................... 167 5.1.1 WAERME .............................................................................................................................. 167 5.1.2 TEMPERATUR ....................................................................................................................... 168 5.1.3 TEMPERATURMESSUNG ....................................................................................................... 170 5.1.4 WAHRSCHEINLICHKEIT UND ORDNUNG .................................................................................... 171 5.1.5 DIE ENTROPIE ...................................................................................................................... 172 5.1.6 WAERMEKAPAZITAET ............................................................................................................... 173 5.2 DAS IDEALE GAS ................................................................................................................... 177 5.2.1 DIE ZUSTANDSGLEICHUNG .................................................................................................... 177 5.2.2 PARTIALDRUCK ...................................................................................................................... 179 5.2.3 DIE ENERGIE IM GAS .......................................................................................................... 179 5.3 TRANSPORTPHAENOMENE..................................................................................................... 181 5.3.1 WAERMELEITUNG .................................................................................................................. 181 5.3.2 KONVEKTION ....................................................................................................................... 182 5.3.3 WAERMESTRAHLUNG .............................................................................................................. 184 5.3.4 DIFFUSION ........................................................................................................................... 186 5.3.5 OSMOSE ............................................................................................................................ 188 5.4 PHASENUMWANDLUNGEN ..................................................................................................... 190 5.4.1 UMWANDLUNGSWAERMEN .................................................................................................... 190 5.4.2 SCHMELZEN ODER AUFWEICHEN? .......................................................................................... 191 5.4.3 SCHMELZEN UND GEFRIEREN ................................................................................................. 193 5.4.4 LOESUNGS-UND SOLVATATIONSWAERME .................................................................................... 195 5.4.5 VERDAMPFEN UND KONDENSIEREN ....................................................................................... 196 5.4.6 LUFTFEUCHTIGKEIT ............................................................................................................... 198 5.4.7 ZUSTANDSDIAGRAMME ....................................................................................................... 198 5.4.8 ABSORPTION UND ADSORPTION .............................................................................................. 201 5.5 WAERMENUTZUNG ................................................................................................................. 202 5.5.1 WARUM KOSTET ENERGIE? .................................................................................................... 202 5.5.2 ZUSTANDSAENDERUNGEN ....................................................................................................... 203 5.5.3 DER OTTOMOTOR ................................................................................................................. 207 5.5.4 YYECHTE WAERMEKRAFTMASCHINEN ......................................................................................... 210 5.5.5 WAERME-UND ENTROPIEHAUSHALT DER ERDE .......................................................................... 211 5.6 FRAGEN UND UEBUNGEN ....................................................................................................... 215 6 ELEKTRIZITAETSLEHRE ......................................................................................................... 219 6.1 GRUNDLAGEN ...................................................................................................................... 221 6.1.1 LADUNG UND STROM ........................................................................................................... 221 6.1.2 KRAEFTE ZWISCHEN LADUNGEN ................................................................................................. 222 6.1.3 ELEKTRISCHES FELD............................................................................................................... 224 6.1.4 FELD UND SPANNUNG ........................................................................................................... 227 6.1.5 DAS ELEKTRISCHE POTENTIAL .................................................................................................. 228 XIV INHALTSVERZEICHNIS 6.2 MATERIE IM ELEKTRISCHEN FELD ........................................................................................... 230 6.2.1 INFLUENZ UND ELEKTRISCHE ABSCHIRMUNG ............................................................................ 230 6.2.2 DER ELEKTRISCHE STROM ...................................................................................................... 232 6.2.3 LEITFAEHIGKEIT UND RESISTIVITAET ........................................................................................... 233 6.2.4 DIE PERMITTIVITAET (DIELEKTRIZITAETSKONSTANTE) ...................................................................... 235 6.2.5 GASENTLADUNG .................................................................................................................. 237 6.3 DER STROMKREIS .................................................................................................................. 237 6.3.1 STROM UND SPANNUNG MESSEN ......................................................................................... 237 6.3.2 LEISTUNG UND ENERGIE ....................................................................................................... 239 6.3.3 ELEKTRISCHER WIDERSTAND ................................................................................................... 241 6.3.4 WAERME BEI STROMDURCHGANG ........................................................................................... 243 6.3.5 KONDENSATOR ..................................................................................................................... 243 6.3.6 FELD IM KONDENSATOR ........................................................................................................ 245 6.3.7 ENERGIE DES GELADENEN KONDENSATORS .............................................................................. 246 6.3.8 ENERGIE DES ELEKTRISCHEN FELDES ........................................................................................ 247 6.4 WECHSELSPANNUNG ........................................................................................................... 248 6.4.1 EFFEKTIVWERTE .................................................................................................................... 248 6.4.2 KAPAZITIVER WIDERSTAND ..................................................................................................... 249 6.5 ELEKTRISCHE NETZWERKE .................................................................................................... 251 6.5.1 WIDERSTAENDE IN REIHE UND PARALLEL ................................................................................... 251 6.5.2 SPANNUNGSTEILER ............................................................................................................... 253 6.5.3 INNENWIDERSTAENDE ............................................................................................................ 255 6.5.4 HOCH UND TIEFPASS ............................................................................................................ 257 6.5.5 KONDENSATORENTLADUNG UND E-FUNKTION .......................................................................... 258 6.6 ELEKTROCHEMIE .................................................................................................................. 260 6.6.1 DISSOZIATION ..................................................................................................................... 260 6.6.2 ELEKTROLYTE ......................................................................................................................... 262 6.7 GRENZFLAECHEN .................................................................................................................... 264 6.7.1 MEMBRANSPANNUNG .......................................................................................................... 264 6.7.2 GALVANI-SPANNUNG ............................................................................................................ 266 6.7.3 THERMOSPANNUNG ............................................................................................................. 268 6.7.4 HALBLEITER .......................................................................................................................... 269 6.8 ELEKTRISCHE UNFAELLE .......................................................................................................... 273 6.9 MAGNETISCHE FELDER ........................................................................................................ 275 6.9.1 EINFUEHRUNG ....................................................................................................................... 275 6.9.2 KRAEFTE IM MAGNETFELD ....................................................................................................... 278 6.9.3 ERZEUGUNG VON MAGNETFELDERN ........................................................................................ 281 6.9.4 MATERIE IM MAGNETFELD ..................................................................................................... 282 6.9.5 DIE FELDGROESSEN H UND D .............................................................................................. 284 6.10 INDUKTION ......................................................................................................................... 285 6.10.1 EINFUEHRUNG ....................................................................................................................... 285 6.10.2 TRANSFORMATOREN ............................................................................................................... 288 6.10.3 SELBSTINDUKTION ................................................................................................................ 289 6.10.4 INDUKTIVER WIDERSTAND ..................................................................................................... 291 6.11 ELEKTRISCHE SCHWINGUNGEN.............................................................................................. 292 6.11.1 DER SCHWINGKREIS ............................................................................................................... 292 INHALTSVERZEICHNIS XV 6.11.2 GESCHLOSSENE ELEKTRISCHE FELDLINIEN ................................................................................. 296 6.11.3 DER SCHWINGENDE ELEKTRISCHE DIPOL ................................................................................... 297 6.12 FRAGEN UND UEBUNGEN ...................................................................................................... 304 7 OPTIK ............................................................................................................................... 311 7.1 ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN............................................................................................. 313 7.1.1 DER STRAHLENDE DIPOL ......................................................................................................... 313 7.1.2 SPEKTRALBEREICHE .............................................................................................................. 315 7.1.3 WELLENAUSBREITUNG ........................................................................................................... 316 7.2 GEOMETRISCHE OPTIK .......................................................................................................... 319 7.2.1 LICHTBUENDEL ...................................................................................................................... 319 7.2.2 SPIEGELUNG ........................................................................................................................ 321 7.2.3 BRECHUNG ......................................................................................................................... 324 7.2.4 DISPERSION ......................................................................................................................... 327 7.2.5 LINSEN ................................................................................................................................ 328 7.2.6 ABBILDUNG DURCH LINSEN ................................................................................................... 331 7.2.7 ABBILDUNGSGLEICHUNGEN ................................................................................................... 333 7.2.8 DICKE LINSEN UND OBJEKTIVE .............................................................................................. 335 7.2.9 DAS AUGE ........................................................................................................................... 336 7.2.10 OPTISCHEINSTRUMENTE ...................................................................................................... 338 7.3 INTENSITAET UND FARBE .......................................................................................................... 341 7.3.1 STRAHLUNGS UND LICHTMESSGROESSEN.................................................................................... 341 7.3.2 OPTISCHE ABSORPTION ....................................................................................................... 343 7.3.3 FARBSEHEN ......................................................................................................................... 346 7.4 WELLENOPTIK....................................................................................................................... 348 7.4.1 POLARISIERTES LICHT .............................................................................................................. 348 7.4.2 INTERFERENZ ........................................................................................................................ 351 7.4.3 KOHAERENZ ........................................................................................................................... 353 7.4.4 DUENNE SCHICHTEN UND BEUGUNGSGITTER .............................................................................. 355 7.4.5 BEUGUNGSFIGUREN .............................................................................................................. 358 7.5 QUANTENOPTIK ................................................................................................................... 360 7.5.1 DAS LICHTQUANT ................................................................................................................. 360 7.5.2 ENERGIEZUSTAENDE UND SPEKTREN......................................................................................... 363 7.5.3 LASER ................................................................................................................................. 366 7.5.4 ROENTGENSTRAHLEN .............................................................................................................. 368 7.6 ELEKTRONENOPTIK ................................................................................................................ 371 7.6.1 ELEKTRONENBEUGUNG ......................................................................................................... 371 7.6.2 ELEKTRONENMIKROSKOPE ...................................................................................................... 372 7.6.3 DIE UNSCHAERFERELATION ....................................................................................................... 373 7.7 FRAGEN UND UEBUNGEN ...................................................................................................... 377 8 ATOM UND KERNPHYSIK ............................................................................................... 381 8.1 AUFBAU DES ATOMS ........................................................................................................... 382 8.1.1 DAS BOHR SCHE ATOMMODELL .............................................................................................. 382 8.1.2 ELEKTRONENWOLKEN ............................................................................................................ 383 8.1.3 DAS PAULI-PRINZIP ................................................................................................................ 384 XVI INHALTSVERZEICHNIS 8.1.4 CHARAKTERISTISCHE ROENTGENSTRAHLUNG ................................................................................ 385 8.2 AUFBAU DES ATOMKERNS ..................................................................................................... 386 8.2.1 NUKLEONEN UND NUKLIDE ................................................................................................... 386 8.2.2 DER MASSENDEFEKT ............................................................................................................. 387 8.2.3 RADIOAKTIVITAET ................................................................................................................... 388 8.2.4 NACHWEIS RADIOAKTIVER STRAHLUNG ...................................................................................... 390 8.2.5 ZERFALLSGESETZ ................................................................................................................... 394 8.2.6 KERNSPALTUNG UND KUENSTLICHE RADIOAKTIVITAET .................................................................... 396 8.2.7 ANTIMATERIE ...................................................................................................................... 397 8.2.8 STRAHLENNUTZEN, STRAHLENSCHADEN, STRAHLENSCHUTZ ........................................................... 399 8.3 FRAGEN UND UEBUNGEN ....................................................................................................... 401 SERVICETEIL ANHANG .............................................................................................................................. 404 STICHWORTVERZEICHNIS ........................................................................................................ 433
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS 1 GRUNDBEGRIFFE . 1 1.1 PHYSIKALISCHE GROESSEN . 2 1.1.1 PHYSIKALISCHE GROESSEN UND IHRE EINHEITEN . 2 1.1.2 SL EINHEITENSYSTEM . 4 1.1.3 DIMENSIONSKONTROLLE . 5 1.2 MENGENANGABEN. 6 1.2.1 MASSE UND STOFFMENGE . 6 1.2.2 DICHTEN UND GEHALTE . 7 1.3 STATISTIK UND MESSUNSICHERHEIT. 9 1.3.1 MESSFEHLER . 9 1.3.2 MITTELWERT UND STREUMASS . 10 1.3.3 MESSUNSICHERHEIT. 11 1.3.4 FEHLERFORTPFLANZUNG . 13 1.4 VEKTOREN UND SKALARE . 14 1.5 WICHTIGE FUNKTIONEN . 19 1.5.1 WINKELFUNKTIONEN . 19 1.5.2 EXPONENTIALFUNKTION UND LOGARITHMUS . 20 1.5.3 POTENZFUNKTIONEN . 23 1.5.4 ALGEBRAISCHE GLEICHUNGEN . 24 1.6 FRAGEN UND UEBUNGEN . 26 2 MECHANIK STARRER KOERPER . 29 2.1 KINEMATIK (BEWEGUNG) . 31 2.1.1 FAHRSTRECKE UND GESCHWINDIGKEIT . 31 2.1.2 BESCHLEUNIGUNG . 34 2.1.3 UEBERLAGERUNG VON BEWEGUNGEN . 37 2.1.4 KINEMATIK DER DREHBEWEGUNGEN . 41 2.1.5 RELATIV ODER ABSOLUT? . 44 2.2 KRAFT, DREHMOMENT, ENERGIE . 45 2.2.1 KRAFT . 45 2.2.2 GEWICHTSKRAFT UND GRAVITATION . 49 2.2.3 REIBUNGSKRAFT . 50 2.2.4 ARBEIT UND ENERGIE . 52 2.2.5 KINETISCHE ENERGIE . 56 2.2.6 HEBEL UND DREHMOMENT . 59 2.2.7 DIE GRUNDGLEICHUNGEN DER STATIK . 62 2.2.8 GLEICHGEWICHTE . 62 2.3 DYNAMIK DER LINEAREN BEWEGUNG . 65 2.3.1 DIE NEWTON'SCHEN GESETZE . 65 2.3.2 KRAFT = GEGENKRAFT . 69 2.3.3 BEWEGUNGSGLEICHUNG . 70 2.3.4 IMPULS . 71 XII INHALTSVERZEICHNIS 2.4 DYNAMIK DER ROTATION . 75 2.4.1 DAS 2. NEWTON'SCHE GESETZ IN NEUEM KLEID . 75 2.4.2 DYNAMIK DER KREISBEWEGUNG . 76 2.4.3 TRAEGHEITSMOMENT . 78 2.4.4 DIE ROLLBEWEGUNG . 79 2.4.5 DREHIMPULSERHALTUNG . 81 2.5 TRAEGHEITSKRAEFTE . 83 2.5.1 LINEAR BESCHLEUNIGTE BEZUGSSYSTEME . 83 2.5.2 ROTIERENDE BEZUGSSYSTEME . 85 2.5.3 TRAEGHEITSKRAEFTE IN DER TECHNISCHEN MECHANIK . 87 2.6 FRAGEN UND UEBUNGEN . 91 3 MECHANIK DEFORMIERBARER KOERPER . 97 3.1 DIE AGGREGATZUSTAENDE . 98 3.2 FESTKOERPER. 99 3.2.1 STRUKTUR DER FESTKOERPER . 99 3.2.2 VERFORMUNG VON FESTKOERPERN . 100 3.2.3 VISKOELASTIZITAET . 104 3.3 HYDROSTATIK . 104 3.3.1 STEMPELDRUCK . 104 3.3.2 SCHWEREDRUCK . 106 3.3.3 AUFTRIEB . 108 3.3.4 MANOMETER . 110 3.3.5 PUMPEN . 111 3.3.6 KOMPRESSIBILITAET . 111 3.4 GRENZFLAECHEN . 112 3.4.1 KOHAESION . 112 3.4.2 ADHAESION . 116 3.5 HYDRODYNAMIK. 118 3.5.1 IDEALE STROEMUNG . 118 3.5.2 ZAEHIGKEIT (VISKOSITAET) . 121 3.5.3 REALE STROEMUNG DURCH ROHRE . 122 3.5.4 UMSTROEMUNG VON HINDERNISSEN . 126 3.6 FRAGEN UND UEBUNGEN . 130 4 MECHANISCHE SCHWINGUNGEN UND WELLEN . 133 4.1 MECHANISCHE SCHWINGUNGEN . 134 4.1.1 ALLES WAS SCHWINGT . 134 4.1.2 HARMONISCHE SCHWINGUNGEN . 134 4.1.3 GEDAEMPFTE SCHWINGUNGEN . 138 4.1.4 ERZWUNGENE SCHWINGUNGEN . 140 4.1.5 UEBERLAGERUNG VON SCHWINGUNGEN . 142 4.2 WELLEN . 145 4.2.1 WELLENARTEN . 145 4.2.2 HARMONISCHE SEILWELLEN . 147 4.2.3 INTENSITAET UND ENERGIETRANSPORT . 150 4.2.4 STEHENDE WELLEN . 152 INHALTSVERZEICHNIS 4.2.5 SCHALLWELLEN . 153 4.2.6 SCHALLWAHRNEHMUNG . 155 4.2.7 DOPPLEREFFEKT . 157 4.3 FRAGEN UND UEBUNGEN . 162 5 WAERMELEHRE . 165 5.1 DIE GRUNDLEGENDEN GROESSEN . 167 5.1.1 WAERME . 167 5.1.2 TEMPERATUR . 168 5.1.3 TEMPERATURMESSUNG . 170 5.1.4 WAHRSCHEINLICHKEIT UND ORDNUNG . 171 5.1.5 DIE ENTROPIE . 172 5.1.6 WAERMEKAPAZITAET . 173 5.2 DAS IDEALE GAS . 177 5.2.1 DIE ZUSTANDSGLEICHUNG . 177 5.2.2 PARTIALDRUCK . 179 5.2.3 DIE ENERGIE IM GAS . 179 5.3 TRANSPORTPHAENOMENE. 181 5.3.1 WAERMELEITUNG . 181 5.3.2 KONVEKTION . 182 5.3.3 WAERMESTRAHLUNG . 184 5.3.4 DIFFUSION . 186 5.3.5 OSMOSE . 188 5.4 PHASENUMWANDLUNGEN . 190 5.4.1 UMWANDLUNGSWAERMEN . 190 5.4.2 SCHMELZEN ODER AUFWEICHEN? . 191 5.4.3 SCHMELZEN UND GEFRIEREN . 193 5.4.4 LOESUNGS-UND SOLVATATIONSWAERME . 195 5.4.5 VERDAMPFEN UND KONDENSIEREN . 196 5.4.6 LUFTFEUCHTIGKEIT . 198 5.4.7 ZUSTANDSDIAGRAMME . 198 5.4.8 ABSORPTION UND ADSORPTION . 201 5.5 WAERMENUTZUNG . 202 5.5.1 WARUM KOSTET ENERGIE? . 202 5.5.2 ZUSTANDSAENDERUNGEN . 203 5.5.3 DER OTTOMOTOR . 207 5.5.4 YYECHTE" WAERMEKRAFTMASCHINEN . 210 5.5.5 WAERME-UND ENTROPIEHAUSHALT DER ERDE . 211 5.6 FRAGEN UND UEBUNGEN . 215 6 ELEKTRIZITAETSLEHRE . 219 6.1 GRUNDLAGEN . 221 6.1.1 LADUNG UND STROM . 221 6.1.2 KRAEFTE ZWISCHEN LADUNGEN . 222 6.1.3 ELEKTRISCHES FELD. 224 6.1.4 FELD UND SPANNUNG . 227 6.1.5 DAS ELEKTRISCHE POTENTIAL . 228 XIV INHALTSVERZEICHNIS 6.2 MATERIE IM ELEKTRISCHEN FELD . 230 6.2.1 INFLUENZ UND ELEKTRISCHE ABSCHIRMUNG . 230 6.2.2 DER ELEKTRISCHE STROM . 232 6.2.3 LEITFAEHIGKEIT UND RESISTIVITAET . 233 6.2.4 DIE PERMITTIVITAET (DIELEKTRIZITAETSKONSTANTE) . 235 6.2.5 GASENTLADUNG . 237 6.3 DER STROMKREIS . 237 6.3.1 STROM UND SPANNUNG MESSEN . 237 6.3.2 LEISTUNG UND ENERGIE . 239 6.3.3 ELEKTRISCHER WIDERSTAND . 241 6.3.4 WAERME BEI STROMDURCHGANG . 243 6.3.5 KONDENSATOR . 243 6.3.6 FELD IM KONDENSATOR . 245 6.3.7 ENERGIE DES GELADENEN KONDENSATORS . 246 6.3.8 ENERGIE DES ELEKTRISCHEN FELDES . 247 6.4 WECHSELSPANNUNG . 248 6.4.1 EFFEKTIVWERTE . 248 6.4.2 KAPAZITIVER WIDERSTAND . 249 6.5 ELEKTRISCHE NETZWERKE . 251 6.5.1 WIDERSTAENDE IN REIHE UND PARALLEL . 251 6.5.2 SPANNUNGSTEILER . 253 6.5.3 INNENWIDERSTAENDE . 255 6.5.4 HOCH UND TIEFPASS . 257 6.5.5 KONDENSATORENTLADUNG UND E-FUNKTION . 258 6.6 ELEKTROCHEMIE . 260 6.6.1 DISSOZIATION . 260 6.6.2 ELEKTROLYTE . 262 6.7 GRENZFLAECHEN . 264 6.7.1 MEMBRANSPANNUNG . 264 6.7.2 GALVANI-SPANNUNG . 266 6.7.3 THERMOSPANNUNG . 268 6.7.4 HALBLEITER . 269 6.8 ELEKTRISCHE UNFAELLE . 273 6.9 MAGNETISCHE FELDER . 275 6.9.1 EINFUEHRUNG . 275 6.9.2 KRAEFTE IM MAGNETFELD . 278 6.9.3 ERZEUGUNG VON MAGNETFELDERN . 281 6.9.4 MATERIE IM MAGNETFELD . 282 6.9.5 DIE FELDGROESSEN H UND D . 284 6.10 INDUKTION . 285 6.10.1 EINFUEHRUNG . 285 6.10.2 TRANSFORMATOREN . 288 6.10.3 SELBSTINDUKTION . 289 6.10.4 INDUKTIVER WIDERSTAND . 291 6.11 ELEKTRISCHE SCHWINGUNGEN. 292 6.11.1 DER SCHWINGKREIS . 292 INHALTSVERZEICHNIS XV 6.11.2 GESCHLOSSENE ELEKTRISCHE FELDLINIEN . 296 6.11.3 DER SCHWINGENDE ELEKTRISCHE DIPOL . 297 6.12 FRAGEN UND UEBUNGEN . 304 7 OPTIK . 311 7.1 ELEKTROMAGNETISCHE WELLEN. 313 7.1.1 DER STRAHLENDE DIPOL . 313 7.1.2 SPEKTRALBEREICHE . 315 7.1.3 WELLENAUSBREITUNG . 316 7.2 GEOMETRISCHE OPTIK . 319 7.2.1 LICHTBUENDEL . 319 7.2.2 SPIEGELUNG . 321 7.2.3 BRECHUNG . 324 7.2.4 DISPERSION . 327 7.2.5 LINSEN . 328 7.2.6 ABBILDUNG DURCH LINSEN . 331 7.2.7 ABBILDUNGSGLEICHUNGEN . 333 7.2.8 DICKE LINSEN UND OBJEKTIVE . 335 7.2.9 DAS AUGE . 336 7.2.10 OPTISCHEINSTRUMENTE . 338 7.3 INTENSITAET UND FARBE . 341 7.3.1 STRAHLUNGS UND LICHTMESSGROESSEN. 341 7.3.2 OPTISCHE ABSORPTION . 343 7.3.3 FARBSEHEN . 346 7.4 WELLENOPTIK. 348 7.4.1 POLARISIERTES LICHT . 348 7.4.2 INTERFERENZ . 351 7.4.3 KOHAERENZ . 353 7.4.4 DUENNE SCHICHTEN UND BEUGUNGSGITTER . 355 7.4.5 BEUGUNGSFIGUREN . 358 7.5 QUANTENOPTIK . 360 7.5.1 DAS LICHTQUANT . 360 7.5.2 ENERGIEZUSTAENDE UND SPEKTREN. 363 7.5.3 LASER . 366 7.5.4 ROENTGENSTRAHLEN . 368 7.6 ELEKTRONENOPTIK . 371 7.6.1 ELEKTRONENBEUGUNG . 371 7.6.2 ELEKTRONENMIKROSKOPE . 372 7.6.3 DIE UNSCHAERFERELATION . 373 7.7 FRAGEN UND UEBUNGEN . 377 8 ATOM UND KERNPHYSIK . 381 8.1 AUFBAU DES ATOMS . 382 8.1.1 DAS BOHR'SCHE ATOMMODELL . 382 8.1.2 ELEKTRONENWOLKEN . 383 8.1.3 DAS PAULI-PRINZIP . 384 XVI INHALTSVERZEICHNIS 8.1.4 CHARAKTERISTISCHE ROENTGENSTRAHLUNG . 385 8.2 AUFBAU DES ATOMKERNS . 386 8.2.1 NUKLEONEN UND NUKLIDE . 386 8.2.2 DER MASSENDEFEKT . 387 8.2.3 RADIOAKTIVITAET . 388 8.2.4 NACHWEIS RADIOAKTIVER STRAHLUNG . 390 8.2.5 ZERFALLSGESETZ . 394 8.2.6 KERNSPALTUNG UND KUENSTLICHE RADIOAKTIVITAET . 396 8.2.7 ANTIMATERIE . 397 8.2.8 STRAHLENNUTZEN, STRAHLENSCHADEN, STRAHLENSCHUTZ . 399 8.3 FRAGEN UND UEBUNGEN . 401 SERVICETEIL ANHANG . 404 STICHWORTVERZEICHNIS . 433
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