Physik für das Bachelorstudium:
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| Previous Title: | Rybach,Johannes Physik für Bachelors |
|---|---|
| Main Author: | |
| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
München
Hanser
[2023]
|
| Edition: | 5., vollständig überarbeitete Auflage |
| Subjects: | |
| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XVII, 446 Seiten Illustrationen, Diagramme 25 cm |
| ISBN: | 9783446476783 3446476784 |
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INHALT
VORWORT
.
V
1
EINSTIEG
.
1
1.1
MOTIVATION
.
1
1.2
PHYSIKALISCHE
GROESSEN
.
2
1.3
MASSSYSTEM
UND
STANDARDS
.
2
1.4
GROESSENORDNUNGEN
.
7
1.5
MESSGENAUIGKEIT
.
10
1.6
VEKTOREN
UND
KOORDINATEN
.
13
ZUSAMMENFASSUNG:
EINSTIEG
.
16
TESTFRAGEN
ZU
KAPITEL
1
.
17
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
1
.
18
2
MECHANIK
.
21
2.1
KINEMATIK
.
21
2.1.1
EINDIMENSIONALE
BEWEGUNGEN
.
21
2.1.1.1
GESCHWINDIGKEIT
.
22
2.1.1.2
BESCHLEUNIGUNG
.
24
2.1.1.3
BEWEGUNGSGLEICHUNG
.
25
2.1.1.4
DER
FREIE
FALL
.
27
2.1.2
BEWEGUNGEN
IN
ZWEI
UND
DREI
DIMENSIONEN
.
29
2.1.2.1
UEBERLAGERUNG
EINDIMENSIONALER
BEWEGUNGEN
.
29
2.1.2.2
BEZUGSSYSTEME
UND
TRANSFORMATIONEN
.
31
ZUSAMMENFASSUNG:
KINEMATIK
.
33
2.2
DYNAMIK
.
33
2.2.1
NEWTONSCHE
AXIOME
.
34
2.2.1.1
TRAEGHEITSGESETZ
.
34
2.2.1.2
AKTIONSGESETZ
.
35
2.2.1.3
REAKTIONSGESETZ
.
36
2.2.2
FOLGERUNGEN
AUS
DEN
NEWTONSCHEN
AXIOMEN
.
36
2.2.2.1
KRAFT
UND
IMPULS
.
36
2.2.2.2
ABGESCHLOSSENES
SYSTEM
UND
IMPULSERHALTUNGSSATZ
.
37
2.2.3
MECHANISCHE
KRAEFTE
.
40
2.2.3.1
TRAEGHEITSKRAFT
.
40
2.2.3.2
GEWICHTSKRAFT
.
40
2.2.3.3
FEDERKRAFT
UND
HOOKESCHES
GESETZ
.
42
2.2.3.4
REIBUNGSKRAFT
.
43
ZUSAMMENFASSUNG:
DYNAMIK
.
45
2.3
ARBEIT,
ENERGIE
UND
LEISTUNG
.
45
2.3.1
MECHANISCHE
ARBEIT
.
45
2.3.2
POTENZIELLE
ENERGIE
.
46
2.3.3
KINETISCHE
ENERGIE
.
48
2.3.4
ENERGIEERHALTUNGSSATZ
DER
MECHANIK
.
48
2.3.5
STOSSGESETZE
.
50
2.3.6
LEISTUNG
UND
WIRKUNGSGRAD
.
51
ZUSAMMENFASSUNG:
ARBEIT,
ENERGIE
UND
LEISTUNG
.
53
2.4
KINEMATIK
UND
DYNAMIK
DER
KREISBEWEGUNG
.
54
2.4.1
GRUNDBEGRIFFE
DER
KREISBEWEGUNG
.
54
2.4.2
RADIALBESCHLEUNIGUNG
.
56
2.4.3
RADIALKRAEFTE
.
59
2.4.4
CORIOLIS-BESCHLEUNIGUNG
UND-KRAFT
.
60
ZUSAMMENFASSUNG:
KREISBEWEGUNG
.
63
2.5
ROTATION
STARRER
KOERPER
.
64
2.5.1
DREHMOMENT
.
64
2.5.2
SCHWERPUNKT,
GLEICHGEWICHT
UND
STATIK
.
66
2.5.3
TRAEGHEITSMOMENT
.
68
2.5.4
ROTATIONSENERGIE
UND
DREHIMPULS
.
71
ZUSAMMENFASSUNG:
ROTATION
STARRER
KOERPER
.
73
2.6
SCHWINGUNGEN
UND
WELLEN
.
74
2.6.1
FREIE
UNGEDAEMPFTE
SCHWINGUNGEN
.
74
2.6.2
FREIE
GEDAEMPFTE
SCHWINGUNGEN
.
79
2.6.3
ERZWUNGENE
SCHWINGUNGEN
.
80
2.6.4
UEBERLAGERUNG
VON
SCHWINGUNGEN
.
83
2.6.4.1
RAEUMLICHE
UEBERLAGERUNG
.
83
2.6.4.2
ZEITLICHE
UEBERLAGERUNG
.
85
2.6.4.3
GEKOPPELTE
SCHWINGUNGEN
.
86
2.6.5
HARMONISCHE
WELLEN
.
87
ZUSAMMENFASSUNG:
SCHWINGUNGEN
UND
WELLEN
.
91
2.7
GRAVITATION
UND
HIMMELSMECHANIK
.
92
2.7.1
KEPLERSCHE
GESETZE
.
92
2.7.2
NEWTONSCHES
GRAVITATIONSGESETZ
.
94
2.7.3
GRAVITATIONSFELD
.
98
2.7.4
ERGEBNISSE
DER
EINSTEINSCHEN
RELATIVITAETSTHEORIEN
.
99
2.7.4.1
SPEZIELLE
RELATIVITAETSTHEORIE
.
99
2.7.4.2
ALLGEMEINE
RELATIVITAETSTHEORIE
.
104
ZUSAMMENFASSUNG:
GRAVITATION
UND
HIMMELSMECHANIK
.
105
2.8
FLUESSIGKEITEN
UND
GASE
.
106
2.8.1
DRUCK
.
106
2.8.1.1
KOLBENDRUCK
.
106
2.8.1.2
SCHWEREDRUCK
.
107
2.8.1.3
LUFTDRUCK
.
108
2.8.1.4
AUFTRIEB
.
110
2.8.2
OBERFLAECHENSPANNUNG
.
112
2.8.3
STROEMUNGEN
.
112
2.8.3.1
REIBUNGSFREIE
STROEMUNGEN
.
112
2.8.3.2
VISKOSE
STROEMUNGEN
.
114
ZUSAMMENFASSUNG:
FLUESSIGKEITEN
UND
GASE
.
118
TESTFRAGEN
ZU
KAPITEL
2
.
118
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
2
.
120
3
THERMODYNAMIK
.
127
3.1
TEMPERATUR
.
127
3.1.1
SKALEN
UND
FIXPUNKTE
.
128
3.1.2
THERMISCHE
AUSDEHNUNG
.
130
3.1.3
TEMPERATURMESSUNG
.
133
ZUSAMMENFASSUNG:
TEMPERATUR
.
134
3.2
WAERME
.
135
3.2.1
WAERMEKAPAZITAET
.
135
3.2.2
AGGREGATZUSTAENDE
.
137
3.2.3
WAERMETRANSPORT
.
142
3.2.3.1
KONVEKTION
.
142
3.2.3.2
WAERMELEITUNG
.
143
3.2.3.3
WAERMESTRAHLUNG
.
146
ZUSAMMENFASSUNG:
WAERME
.
151
3.3
IDEALE
GASE
.
151
3.3.1
MOLARE
GROESSEN
.
152
3.3.2
ZUSTANDSGLEICHUNG
.
153
3.3.3
KINETISCHE
GASTHEORIE
.
155
3.3.3.1
DRUCK
.
156
3.3.3.2
TEMPERATUR
UND
ENERGIE
.
158
3.3.3.3
MAXWELLSCHE
GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNG
UND
BOLTZMANN-FAKTOR
.
158
ZUSAMMENFASSUNG:
IDEALE
GASE
.
160
3.4
ZUSTANDSAENDERUNGEN
UND
ERSTER
HAUPTSATZ
.
160
3.4.1
VOLUMENAENDERUNGSARBEIT
.
160
3.4.2
ERSTER
HAUPTSATZ
.
162
3.4.3
ZUSTANDSAENDERUNGEN
.
163
3.4.3.1
ISOTHERME
ZUSTANDSAENDERUNG
.
163
3.4.3.2
ISOCHORE
ZUSTANDSAENDERUNG
.
165
3.4.3.3
ISOBARE
ZUSTANDSAENDERUNG
.
166
3.4.3.4
ADIABATISCHE
ZUSTANDSAENDERUNG
.
167
ZUSAMMENFASSUNG:
ZUSTANDSAENDERUNGEN
UND
ERSTER
HAUPTSATZ
.
169
3.5
KREISPROZESSE
UND
ZWEITER
HAUPTSATZ
.
169
3.5.1
KREISPROZESS
VON
C
ARNOT
.
170
3.5.2
REVERSIBILITAET
UND
WIRKUNGSGRAD
.
173
3.5.3
KREISPROZESSE
BEI
MOTOREN
.
175
3.5.4
ZWEITER
HAUPTSATZ
.
176
3.5.5
ENTROPIE
.
178
ZUSAMMENFASSUNG:
KREISPROZESSE
UND
ZWEITER
HAUPTSATZ
.
182
TESTFRAGEN
ZU
KAPITEL
3
.
183
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
3
.
184
4
ELEKTRIZITAET
UND
MAGNETISMUS
.
189
4.1
ELEKTROSTATIK
.
189
4.1.1
ELEKTRISCHE
LADUNGEN
UND
DIE
COULOMB-KRAFT
.
189
4.1.2
ELEKTRISCHES
FELD
.
192
4.1.3
POTENZIAL
UND
SPANNUNG
.
196
4.1.4
KONDENSATOR
UND
KAPAZITAET
.
199
4.1.4.1
PLATTENKONDENSATOR
.
199
4.1.4.2
DIELEKTRIKUM
IM
KONDENSATOR
.
201
4.1.4.3
KONDENSATOR
ALS
ENERGIESPEICHER
.
203
ZUSAMMENFASSUNG:
ELEKTROSTATIK
.
205
4.2
STROM
UND
WIDERSTAND
.
205
4.2.1
STROMSTAERKE
UND
STROMDICHTE
.
206
4.2.2
WIDERSTAND
.
207
4.2.3
STROMKREISE
UND
STROMVERZWEIGUNGEN
.
213
ZUSAMMENFASSUNG:
STROM
UND
WIDERSTAND
.
219
4.3
MAGNETFELD
.
219
4.3.1
MAGNETISCHE
PHAENOMENE
.
219
4.3.2
STROM
UND
MAGNETFELD
.
221
4.3.3
MATERIE
IM
MAGNETFELD
.
224
4.3.4
STROM
UND
MAGNETISCHE
KRAFT
.
227
4.3.5
LORENTZ-KRAFT
.
230
ZUSAMMENFASSUNG:
MAGNETFELD
.
233
4.4
ELEKTROMAGNETISCHE
INDUKTION
.
234
4.4.1
INDUKTION
DURCH
BEWEGUNG
.
234
4.4.2
INDUKTIONSGESETZ
.
236
4.4.3
LENZSCHE
REGEL
.
237
4.4.4
SELBSTINDUKTION
.
239
4.4.5
ENERGIE
DES
MAGNETFELDES
.
241
ZUSAMMENFASSUNG:
ELEKTROMAGNETISCHE
INDUKTION
.
242
4.5
WECHSELSTROM
.
242
4.5.1
GENERATOR
UND
TRANSFORMATOR
.
243
4.5.2
WECHSELSTROMWIDERSTAND
.
245
4.5.3
PHASENBEZIEHUNGEN
IM
WECHSELSTROMKREIS
.
248
ZUSAMMENFASSUNG:
WECHSELSTROM
.
251
4.6
ELEKTROMAGNETISCHE
SCHWINGUNGEN
UND
WELLEN
.
252
4.6.1
SCHWINGKREIS
.
252
4.6.2
MAXWELLSCHE
GLEICHUNGEN
.
255
4.6.3
ELEKTROMAGNETISCHE
WELLEN
.
257
4.6.3.1
ABSTRAHLUNG
.
257
4.6.3.2
AUSBREITUNG
.
258
4.6.3.3
EIGENSCHAFTEN
.
260
ZUSAMMENFASSUNG:
ELEKTROMAGNETISCHE
SCHWINGUNGEN
UND
WELLEN
.
263
4.7
GRUNDLAGEN
DER
ELEKTRONIK
.
264
4.7.1
ELEKTRONEN
IM
VAKUUM
.
264
4.7.1.1
GLUEHELEKTRISCHER
EFFEKT
.
264
4.7.1.2
BESCHLEUNIGUNG
IM
ELEKTRISCHEN
FELD
.
266
4.7.1.3
ABLENKUNG
IM
MAGNETISCHEN
FELD
.
268
4.7.2
ELEKTRONEN
IN
GASEN
.
269
4.7.3
LADUNGEN
IN
FLUESSIGKEITEN
.
271
4.7.4
ELEKTRONEN
IN
METALLEN
.
273
4.7.5
LADUNGSTRAEGER
IN
HALBLEITERN
.
275
4.7.5.1
EIGENLEITUNG
.
275
4.7.5.2
STOERSTELLENLEITUNG
.
276
4.7.5.3
PN-UEBERGANG
.
277
4.7.5.4
HALBLEITERDIODEN
.
278
4.7.5.5
TRANSISTOREN
.
279
ZUSAMMENFASSUNG:
GRUNDLAGEN
DER
ELEKTRONIK
.
281
TESTFRAGEN
ZU
KAPITEL
4
.
282
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
4
.
284
5
OPTIK
.
289
5.1
GRUNDLAGEN
DER
STRAHLENOPTIK
.
289
5.1.1
LICHTAUSBREITUNG
.
290
5.1.2
REFLEXION
.
292
5.1.3
BRECHUNG
UND
TOTALREFLEXION
.
295
ZUSAMMENFASSUNG:
GRUNDLAGEN
DER
STRAHLENOPTIK
.
299
5.2
STRAHLENOPTISCHE
ABBILDUNGEN
.
300
5.2.1
EIGENSCHAFTEN
VON
LINSEN
.
300
5.2.2
ABBILDUNGEN
MIT
LINSEN
.
302
5.2.3
LINSENSYSTEME
UND
ABBILDUNGSFEHLER
.
305
ZUSAMMENFASSUNG:
STRAHLENOPTISCHE
ABBILDUNGEN
.
307
5.3
STRAHLENOPTISCHE
INSTRUMENTE
.
307
5.3.1
KAMERA
UND
AUGE
.
307
5.3.2
FERNROHRE
.
310
5.3.3
MIKROSKOP
.
312
ZUSAMMENFASSUNG:
STRAHLENOPTISCHE
INSTRUMENTE
.
314
5.4
GRUNDLAGEN
DER
WELLENOPTIK
.
315
5.4.1
INTERFERENZ
UND
KOHAERENZ
.
315
5.4.2
WELLENAUSBREITUNG
.
319
5.4.3
BEUGUNG
.
320
ZUSAMMENFASSUNG:
GRUNDLAGEN
DER
WELLENOPTIK
.
322
5.5
ANWENDUNGEN
DER
WELLENOPTIK
.
323
5.5.1
BEUGUNGSBEGRENZTES
AUFLOESUNGSVERMOEGEN
.
323
5.5.2
BEUGUNGSGITTER
.
326
5.5.3
HOLOGRAFIE
.
328
5.5.4
INTERFEROMETRIE
.
332
ZUSAMMENFASSUNG:
ANWENDUNGEN
DER
WELLENOPTIK
.
333
5.6
POLARISATIONSOPTIK
.
334
5.6.1
GRUNDBEGRIFFE
.
334
5.6.2
ERZEUGUNG
POLARISIERTEN
LICHTES
.
335
5.6.3
ANWENDUNGEN
POLARISIERTEN
LICHTES
.
338
ZUSAMMENFASSUNG:
POLARISATIONSOPTIK
.
339
TESTFRAGEN
ZU
KAPITEL
5
.
339
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
5
.
341
6
QUANTEN
UND
ATOME
.
345
6.1
WELLE-TEILCHEN-DUALISMUS
.
345
6.1.1
QUANTENOPTIK
.
346
6.1.1.1
FOTOEFFEKT
.
346
6.1.1.2
EIGENSCHAFTEN
VON
PHOTONEN
.
350
6.1.1.3
COMPTON-EFFEKT
.
350
6.1.2
MATERIEWELLEN
.
351
6.1.3
HEISENBERGSCHE
UNSCHAERFERELATION
.
353
ZUSAMMENFASSUNG:
WELLE-TEILCHEN-DUALISMUS
.
356
6.2
ATOMHUELLE
.
357
6.2.1
RUTHERFORDSCHES
PLANETENMODELL
.
357
6.2.2
BOHRSCHES
ATOMMODELL
.
358
6.2.3
QUANTENZAHLEN
UND
DAS
PAULI-PRINZIP
.
361
6.2.4
WELLENMODELL
UND
QUANTENMECHANIK
.
365
ZUSAMMENFASSUNG:
ATOMHUELLE
.
371
6.3
QUANTEN-EMISSION
UND
-ABSORPTION
.
371
6.3.1
ATOMSPEKTREN
.
372
6.3.2
LASER
.
374
6.3.2.1
STIMULIERTE
EMISSION
.
375
6.3.2.2
BESETZUNGSUMKEHR
.
376
OE.3.2.3
RESONATOR
.
377
OE.3.2.4
RUBIN
UND
HELIUM-NEON-LASER
.
377
6.3.2.5
EIGENSCHAFTEN
UND
ANWENDUNGEN
.
379
6.3.3
ROENTGENSTRAHLUNG
.
381
6.3.3.1
BREMSSPEKTRUM
.
381
6.3.3.2
CHARAKTERISTISCHES
ROENTGENSPEKTRUM
.
382
6.3.3.3
ANWENDUNGEN
.
383
ZUSAMMENFASSUNG:
QUANTEN-EMISSION
UND
-ABSORPTION
.
384
6.4
FESTKOERPER
.
385
6.4.1
BINDUNG
UND
STRUKTUR
.
385
6.4.2
BAENDERMODELL
.
387
6.4.3
FERMI-ENERGIE
.
389
6.4.4
ELEKTRONEN
UND
LOECHERLEITUNG
.
390
6.4.5
HALBLEITER-BAUELEMENTE
.
393
ZUSAMMENFASSUNG:
FESTKOERPER
.
395
6.5
ATOMKERN
.
395
6.5.1
NUKLEONEN
.
396
6.5.2
MASSE
UND
MASSENDEFEKT
.
398
6.5.3
RADIOAKTIVITAET
.
400
6.5.3.1
STRAHLUNGEN
.
401
6.5.3.2
KERNUMWANDLUNGEN
.
403
6.5.3.3
AKTIVITAET
UND
DOSIS
.
406
OE.5.3.4
STRAHLUNGSNACHWEIS
.
408
6.5.4
KERNENERGIE
.
410
6.5.4.1
KERNSPALTUNG
.
410
OE.5.4.2
KERNFUSION
.
412
ZUSAMMENFASSUNG:
ATOMKERN
.
415
TESTFRAGEN
ZU
KAPITEL
6
.
416
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
6
.
417
ANHANG
.
421
NUETZLICHE
MATHEMATISCHE
BEZIEHUNGEN
.
421
QUELLEN
UND
LITERATURVERZEICHNIS
.
425
VERZEICHNIS
DER
BILDQUELLEN
UND
BILDAUTOREN
.
427
INDEX
.
429 |
| adam_txt |
INHALT
VORWORT
.
V
1
EINSTIEG
.
1
1.1
MOTIVATION
.
1
1.2
PHYSIKALISCHE
GROESSEN
.
2
1.3
MASSSYSTEM
UND
STANDARDS
.
2
1.4
GROESSENORDNUNGEN
.
7
1.5
MESSGENAUIGKEIT
.
10
1.6
VEKTOREN
UND
KOORDINATEN
.
13
ZUSAMMENFASSUNG:
EINSTIEG
.
16
TESTFRAGEN
ZU
KAPITEL
1
.
17
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
1
.
18
2
MECHANIK
.
21
2.1
KINEMATIK
.
21
2.1.1
EINDIMENSIONALE
BEWEGUNGEN
.
21
2.1.1.1
GESCHWINDIGKEIT
.
22
2.1.1.2
BESCHLEUNIGUNG
.
24
2.1.1.3
BEWEGUNGSGLEICHUNG
.
25
2.1.1.4
DER
FREIE
FALL
.
27
2.1.2
BEWEGUNGEN
IN
ZWEI
UND
DREI
DIMENSIONEN
.
29
2.1.2.1
UEBERLAGERUNG
EINDIMENSIONALER
BEWEGUNGEN
.
29
2.1.2.2
BEZUGSSYSTEME
UND
TRANSFORMATIONEN
.
31
ZUSAMMENFASSUNG:
KINEMATIK
.
33
2.2
DYNAMIK
.
33
2.2.1
NEWTONSCHE
AXIOME
.
34
2.2.1.1
TRAEGHEITSGESETZ
.
34
2.2.1.2
AKTIONSGESETZ
.
35
2.2.1.3
REAKTIONSGESETZ
.
36
2.2.2
FOLGERUNGEN
AUS
DEN
NEWTONSCHEN
AXIOMEN
.
36
2.2.2.1
KRAFT
UND
IMPULS
.
36
2.2.2.2
ABGESCHLOSSENES
SYSTEM
UND
IMPULSERHALTUNGSSATZ
.
37
2.2.3
MECHANISCHE
KRAEFTE
.
40
2.2.3.1
TRAEGHEITSKRAFT
.
40
2.2.3.2
GEWICHTSKRAFT
.
40
2.2.3.3
FEDERKRAFT
UND
HOOKESCHES
GESETZ
.
42
2.2.3.4
REIBUNGSKRAFT
.
43
ZUSAMMENFASSUNG:
DYNAMIK
.
45
2.3
ARBEIT,
ENERGIE
UND
LEISTUNG
.
45
2.3.1
MECHANISCHE
ARBEIT
.
45
2.3.2
POTENZIELLE
ENERGIE
.
46
2.3.3
KINETISCHE
ENERGIE
.
48
2.3.4
ENERGIEERHALTUNGSSATZ
DER
MECHANIK
.
48
2.3.5
STOSSGESETZE
.
50
2.3.6
LEISTUNG
UND
WIRKUNGSGRAD
.
51
ZUSAMMENFASSUNG:
ARBEIT,
ENERGIE
UND
LEISTUNG
.
53
2.4
KINEMATIK
UND
DYNAMIK
DER
KREISBEWEGUNG
.
54
2.4.1
GRUNDBEGRIFFE
DER
KREISBEWEGUNG
.
54
2.4.2
RADIALBESCHLEUNIGUNG
.
56
2.4.3
RADIALKRAEFTE
.
59
2.4.4
CORIOLIS-BESCHLEUNIGUNG
UND-KRAFT
.
60
ZUSAMMENFASSUNG:
KREISBEWEGUNG
.
63
2.5
ROTATION
STARRER
KOERPER
.
64
2.5.1
DREHMOMENT
.
64
2.5.2
SCHWERPUNKT,
GLEICHGEWICHT
UND
STATIK
.
66
2.5.3
TRAEGHEITSMOMENT
.
68
2.5.4
ROTATIONSENERGIE
UND
DREHIMPULS
.
71
ZUSAMMENFASSUNG:
ROTATION
STARRER
KOERPER
.
73
2.6
SCHWINGUNGEN
UND
WELLEN
.
74
2.6.1
FREIE
UNGEDAEMPFTE
SCHWINGUNGEN
.
74
2.6.2
FREIE
GEDAEMPFTE
SCHWINGUNGEN
.
79
2.6.3
ERZWUNGENE
SCHWINGUNGEN
.
80
2.6.4
UEBERLAGERUNG
VON
SCHWINGUNGEN
.
83
2.6.4.1
RAEUMLICHE
UEBERLAGERUNG
.
83
2.6.4.2
ZEITLICHE
UEBERLAGERUNG
.
85
2.6.4.3
GEKOPPELTE
SCHWINGUNGEN
.
86
2.6.5
HARMONISCHE
WELLEN
.
87
ZUSAMMENFASSUNG:
SCHWINGUNGEN
UND
WELLEN
.
91
2.7
GRAVITATION
UND
HIMMELSMECHANIK
.
92
2.7.1
KEPLERSCHE
GESETZE
.
92
2.7.2
NEWTONSCHES
GRAVITATIONSGESETZ
.
94
2.7.3
GRAVITATIONSFELD
.
98
2.7.4
ERGEBNISSE
DER
EINSTEINSCHEN
RELATIVITAETSTHEORIEN
.
99
2.7.4.1
SPEZIELLE
RELATIVITAETSTHEORIE
.
99
2.7.4.2
ALLGEMEINE
RELATIVITAETSTHEORIE
.
104
ZUSAMMENFASSUNG:
GRAVITATION
UND
HIMMELSMECHANIK
.
105
2.8
FLUESSIGKEITEN
UND
GASE
.
106
2.8.1
DRUCK
.
106
2.8.1.1
KOLBENDRUCK
.
106
2.8.1.2
SCHWEREDRUCK
.
107
2.8.1.3
LUFTDRUCK
.
108
2.8.1.4
AUFTRIEB
.
110
2.8.2
OBERFLAECHENSPANNUNG
.
112
2.8.3
STROEMUNGEN
.
112
2.8.3.1
REIBUNGSFREIE
STROEMUNGEN
.
112
2.8.3.2
VISKOSE
STROEMUNGEN
.
114
ZUSAMMENFASSUNG:
FLUESSIGKEITEN
UND
GASE
.
118
TESTFRAGEN
ZU
KAPITEL
2
.
118
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
2
.
120
3
THERMODYNAMIK
.
127
3.1
TEMPERATUR
.
127
3.1.1
SKALEN
UND
FIXPUNKTE
.
128
3.1.2
THERMISCHE
AUSDEHNUNG
.
130
3.1.3
TEMPERATURMESSUNG
.
133
ZUSAMMENFASSUNG:
TEMPERATUR
.
134
3.2
WAERME
.
135
3.2.1
WAERMEKAPAZITAET
.
135
3.2.2
AGGREGATZUSTAENDE
.
137
3.2.3
WAERMETRANSPORT
.
142
3.2.3.1
KONVEKTION
.
142
3.2.3.2
WAERMELEITUNG
.
143
3.2.3.3
WAERMESTRAHLUNG
.
146
ZUSAMMENFASSUNG:
WAERME
.
151
3.3
IDEALE
GASE
.
151
3.3.1
MOLARE
GROESSEN
.
152
3.3.2
ZUSTANDSGLEICHUNG
.
153
3.3.3
KINETISCHE
GASTHEORIE
.
155
3.3.3.1
DRUCK
.
156
3.3.3.2
TEMPERATUR
UND
ENERGIE
.
158
3.3.3.3
MAXWELLSCHE
GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNG
UND
BOLTZMANN-FAKTOR
.
158
ZUSAMMENFASSUNG:
IDEALE
GASE
.
160
3.4
ZUSTANDSAENDERUNGEN
UND
ERSTER
HAUPTSATZ
.
160
3.4.1
VOLUMENAENDERUNGSARBEIT
.
160
3.4.2
ERSTER
HAUPTSATZ
.
162
3.4.3
ZUSTANDSAENDERUNGEN
.
163
3.4.3.1
ISOTHERME
ZUSTANDSAENDERUNG
.
163
3.4.3.2
ISOCHORE
ZUSTANDSAENDERUNG
.
165
3.4.3.3
ISOBARE
ZUSTANDSAENDERUNG
.
166
3.4.3.4
ADIABATISCHE
ZUSTANDSAENDERUNG
.
167
ZUSAMMENFASSUNG:
ZUSTANDSAENDERUNGEN
UND
ERSTER
HAUPTSATZ
.
169
3.5
KREISPROZESSE
UND
ZWEITER
HAUPTSATZ
.
169
3.5.1
KREISPROZESS
VON
C
ARNOT
.
170
3.5.2
REVERSIBILITAET
UND
WIRKUNGSGRAD
.
173
3.5.3
KREISPROZESSE
BEI
MOTOREN
.
175
3.5.4
ZWEITER
HAUPTSATZ
.
176
3.5.5
ENTROPIE
.
178
ZUSAMMENFASSUNG:
KREISPROZESSE
UND
ZWEITER
HAUPTSATZ
.
182
TESTFRAGEN
ZU
KAPITEL
3
.
183
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
3
.
184
4
ELEKTRIZITAET
UND
MAGNETISMUS
.
189
4.1
ELEKTROSTATIK
.
189
4.1.1
ELEKTRISCHE
LADUNGEN
UND
DIE
COULOMB-KRAFT
.
189
4.1.2
ELEKTRISCHES
FELD
.
192
4.1.3
POTENZIAL
UND
SPANNUNG
.
196
4.1.4
KONDENSATOR
UND
KAPAZITAET
.
199
4.1.4.1
PLATTENKONDENSATOR
.
199
4.1.4.2
DIELEKTRIKUM
IM
KONDENSATOR
.
201
4.1.4.3
KONDENSATOR
ALS
ENERGIESPEICHER
.
203
ZUSAMMENFASSUNG:
ELEKTROSTATIK
.
205
4.2
STROM
UND
WIDERSTAND
.
205
4.2.1
STROMSTAERKE
UND
STROMDICHTE
.
206
4.2.2
WIDERSTAND
.
207
4.2.3
STROMKREISE
UND
STROMVERZWEIGUNGEN
.
213
ZUSAMMENFASSUNG:
STROM
UND
WIDERSTAND
.
219
4.3
MAGNETFELD
.
219
4.3.1
MAGNETISCHE
PHAENOMENE
.
219
4.3.2
STROM
UND
MAGNETFELD
.
221
4.3.3
MATERIE
IM
MAGNETFELD
.
224
4.3.4
STROM
UND
MAGNETISCHE
KRAFT
.
227
4.3.5
LORENTZ-KRAFT
.
230
ZUSAMMENFASSUNG:
MAGNETFELD
.
233
4.4
ELEKTROMAGNETISCHE
INDUKTION
.
234
4.4.1
INDUKTION
DURCH
BEWEGUNG
.
234
4.4.2
INDUKTIONSGESETZ
.
236
4.4.3
LENZSCHE
REGEL
.
237
4.4.4
SELBSTINDUKTION
.
239
4.4.5
ENERGIE
DES
MAGNETFELDES
.
241
ZUSAMMENFASSUNG:
ELEKTROMAGNETISCHE
INDUKTION
.
242
4.5
WECHSELSTROM
.
242
4.5.1
GENERATOR
UND
TRANSFORMATOR
.
243
4.5.2
WECHSELSTROMWIDERSTAND
.
245
4.5.3
PHASENBEZIEHUNGEN
IM
WECHSELSTROMKREIS
.
248
ZUSAMMENFASSUNG:
WECHSELSTROM
.
251
4.6
ELEKTROMAGNETISCHE
SCHWINGUNGEN
UND
WELLEN
.
252
4.6.1
SCHWINGKREIS
.
252
4.6.2
MAXWELLSCHE
GLEICHUNGEN
.
255
4.6.3
ELEKTROMAGNETISCHE
WELLEN
.
257
4.6.3.1
ABSTRAHLUNG
.
257
4.6.3.2
AUSBREITUNG
.
258
4.6.3.3
EIGENSCHAFTEN
.
260
ZUSAMMENFASSUNG:
ELEKTROMAGNETISCHE
SCHWINGUNGEN
UND
WELLEN
.
263
4.7
GRUNDLAGEN
DER
ELEKTRONIK
.
264
4.7.1
ELEKTRONEN
IM
VAKUUM
.
264
4.7.1.1
GLUEHELEKTRISCHER
EFFEKT
.
264
4.7.1.2
BESCHLEUNIGUNG
IM
ELEKTRISCHEN
FELD
.
266
4.7.1.3
ABLENKUNG
IM
MAGNETISCHEN
FELD
.
268
4.7.2
ELEKTRONEN
IN
GASEN
.
269
4.7.3
LADUNGEN
IN
FLUESSIGKEITEN
.
271
4.7.4
ELEKTRONEN
IN
METALLEN
.
273
4.7.5
LADUNGSTRAEGER
IN
HALBLEITERN
.
275
4.7.5.1
EIGENLEITUNG
.
275
4.7.5.2
STOERSTELLENLEITUNG
.
276
4.7.5.3
PN-UEBERGANG
.
277
4.7.5.4
HALBLEITERDIODEN
.
278
4.7.5.5
TRANSISTOREN
.
279
ZUSAMMENFASSUNG:
GRUNDLAGEN
DER
ELEKTRONIK
.
281
TESTFRAGEN
ZU
KAPITEL
4
.
282
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
4
.
284
5
OPTIK
.
289
5.1
GRUNDLAGEN
DER
STRAHLENOPTIK
.
289
5.1.1
LICHTAUSBREITUNG
.
290
5.1.2
REFLEXION
.
292
5.1.3
BRECHUNG
UND
TOTALREFLEXION
.
295
ZUSAMMENFASSUNG:
GRUNDLAGEN
DER
STRAHLENOPTIK
.
299
5.2
STRAHLENOPTISCHE
ABBILDUNGEN
.
300
5.2.1
EIGENSCHAFTEN
VON
LINSEN
.
300
5.2.2
ABBILDUNGEN
MIT
LINSEN
.
302
5.2.3
LINSENSYSTEME
UND
ABBILDUNGSFEHLER
.
305
ZUSAMMENFASSUNG:
STRAHLENOPTISCHE
ABBILDUNGEN
.
307
5.3
STRAHLENOPTISCHE
INSTRUMENTE
.
307
5.3.1
KAMERA
UND
AUGE
.
307
5.3.2
FERNROHRE
.
310
5.3.3
MIKROSKOP
.
312
ZUSAMMENFASSUNG:
STRAHLENOPTISCHE
INSTRUMENTE
.
314
5.4
GRUNDLAGEN
DER
WELLENOPTIK
.
315
5.4.1
INTERFERENZ
UND
KOHAERENZ
.
315
5.4.2
WELLENAUSBREITUNG
.
319
5.4.3
BEUGUNG
.
320
ZUSAMMENFASSUNG:
GRUNDLAGEN
DER
WELLENOPTIK
.
322
5.5
ANWENDUNGEN
DER
WELLENOPTIK
.
323
5.5.1
BEUGUNGSBEGRENZTES
AUFLOESUNGSVERMOEGEN
.
323
5.5.2
BEUGUNGSGITTER
.
326
5.5.3
HOLOGRAFIE
.
328
5.5.4
INTERFEROMETRIE
.
332
ZUSAMMENFASSUNG:
ANWENDUNGEN
DER
WELLENOPTIK
.
333
5.6
POLARISATIONSOPTIK
.
334
5.6.1
GRUNDBEGRIFFE
.
334
5.6.2
ERZEUGUNG
POLARISIERTEN
LICHTES
.
335
5.6.3
ANWENDUNGEN
POLARISIERTEN
LICHTES
.
338
ZUSAMMENFASSUNG:
POLARISATIONSOPTIK
.
339
TESTFRAGEN
ZU
KAPITEL
5
.
339
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
5
.
341
6
QUANTEN
UND
ATOME
.
345
6.1
WELLE-TEILCHEN-DUALISMUS
.
345
6.1.1
QUANTENOPTIK
.
346
6.1.1.1
FOTOEFFEKT
.
346
6.1.1.2
EIGENSCHAFTEN
VON
PHOTONEN
.
350
6.1.1.3
COMPTON-EFFEKT
.
350
6.1.2
MATERIEWELLEN
.
351
6.1.3
HEISENBERGSCHE
UNSCHAERFERELATION
.
353
ZUSAMMENFASSUNG:
WELLE-TEILCHEN-DUALISMUS
.
356
6.2
ATOMHUELLE
.
357
6.2.1
RUTHERFORDSCHES
PLANETENMODELL
.
357
6.2.2
BOHRSCHES
ATOMMODELL
.
358
6.2.3
QUANTENZAHLEN
UND
DAS
PAULI-PRINZIP
.
361
6.2.4
WELLENMODELL
UND
QUANTENMECHANIK
.
365
ZUSAMMENFASSUNG:
ATOMHUELLE
.
371
6.3
QUANTEN-EMISSION
UND
-ABSORPTION
.
371
6.3.1
ATOMSPEKTREN
.
372
6.3.2
LASER
.
374
6.3.2.1
STIMULIERTE
EMISSION
.
375
6.3.2.2
BESETZUNGSUMKEHR
.
376
OE.3.2.3
RESONATOR
.
377
OE.3.2.4
RUBIN
UND
HELIUM-NEON-LASER
.
377
6.3.2.5
EIGENSCHAFTEN
UND
ANWENDUNGEN
.
379
6.3.3
ROENTGENSTRAHLUNG
.
381
6.3.3.1
BREMSSPEKTRUM
.
381
6.3.3.2
CHARAKTERISTISCHES
ROENTGENSPEKTRUM
.
382
6.3.3.3
ANWENDUNGEN
.
383
ZUSAMMENFASSUNG:
QUANTEN-EMISSION
UND
-ABSORPTION
.
384
6.4
FESTKOERPER
.
385
6.4.1
BINDUNG
UND
STRUKTUR
.
385
6.4.2
BAENDERMODELL
.
387
6.4.3
FERMI-ENERGIE
.
389
6.4.4
ELEKTRONEN
UND
LOECHERLEITUNG
.
390
6.4.5
HALBLEITER-BAUELEMENTE
.
393
ZUSAMMENFASSUNG:
FESTKOERPER
.
395
6.5
ATOMKERN
.
395
6.5.1
NUKLEONEN
.
396
6.5.2
MASSE
UND
MASSENDEFEKT
.
398
6.5.3
RADIOAKTIVITAET
.
400
6.5.3.1
STRAHLUNGEN
.
401
6.5.3.2
KERNUMWANDLUNGEN
.
403
6.5.3.3
AKTIVITAET
UND
DOSIS
.
406
OE.5.3.4
STRAHLUNGSNACHWEIS
.
408
6.5.4
KERNENERGIE
.
410
6.5.4.1
KERNSPALTUNG
.
410
OE.5.4.2
KERNFUSION
.
412
ZUSAMMENFASSUNG:
ATOMKERN
.
415
TESTFRAGEN
ZU
KAPITEL
6
.
416
UEBUNGSAUFGABEN
ZU
KAPITEL
6
.
417
ANHANG
.
421
NUETZLICHE
MATHEMATISCHE
BEZIEHUNGEN
.
421
QUELLEN
UND
LITERATURVERZEICHNIS
.
425
VERZEICHNIS
DER
BILDQUELLEN
UND
BILDAUTOREN
.
427
INDEX
.
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