Impulsströme: eine Einführung in die Grundlagen der physikalischen Modellierung
Dieses Buch befasst sich mit den Grundzügen der physikalischen Modellierung und den vielfältigen Fragestellungen, die damit verbunden sind: - Was ist ein physikalisches Modell und wie erstellt man es? - Welche Vorteile, Grenzen und Risiken sind mit der Modellierung physikalischer Phänomene verknüpft...
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| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Hanser
[2024]
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Zusammenfassung: | Dieses Buch befasst sich mit den Grundzügen der physikalischen Modellierung und den vielfältigen Fragestellungen, die damit verbunden sind: - Was ist ein physikalisches Modell und wie erstellt man es? - Welche Vorteile, Grenzen und Risiken sind mit der Modellierung physikalischer Phänomene verknüpft? - Gibt es "wahre" Modelle und lassen sich objektive Kriterien finden, um zu entscheiden, wann ein Modell "stimmt"? - Wie sind physikalische Modellgrößen und -gesetze diesbezüglich einzuordnen? - Was versteht man in der Physik beispielsweise unter den Modellbegriffen Energie und Entropie? - Gibt es Kräfte "wirklich" oder haben wir es vielmehr mit Impulsströmen zu tun? Mit der Beantwortung dieser und weiterer Grundsatzfragen wird eine Lücke in der naturwissenschaftlichen Ausbildung geschlossen. Das Buch ermöglicht den Studierenden zu verstehen, wie die Physik methodisch vorgeht, um etwas Ordnung in die phänomenologische Vielfalt unserer Erfahrungswelt zu bringen. |
| Beschreibung: | XIV, 495 Seiten Illustrationen 24 cm |
| ISBN: | 9783446477025 3446477020 |
Internformat
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|---|---|
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INHALT
VORWORT
.
VII
AE
PROPOS
.
1
1
MODELLE
IN
DER
PHYSIK
.
9
1.1
MODELLIERUNGSKONZEPTE
.
13
1.2
DEFINITION
UND
ABSTRAKTIONSEBENEN
EINES
MODELLS
.
15
1.3
MODELLEIGENSCHAFTEN
UND
MODELLIERUNGSZIELE
.
22
1.4
EIN
MODELLIERUNGSLEITFADEN
.
25
1.5
POTENTIAL,
GRENZEN
UND
RISIKEN
DER
MODELLIERUNG
.
29
2
MATHEMATISCHE
STRUKTUREN
IN
DER
PHYSIK
.
43
2.1
DER
MATHEMATISCHE
ABBILDUNGSPROZESS
.
44
2.2
PHYSIKALISCHE
GLEICHUNGEN
.
51
2.3
DIE
MATHEMATISCHE
SYMMETRIE
.
55
2.4
DIE
MATHEMATISCHE
ANALOGIE
.
58
2.5
DIE
MATHEMATISCHE
DUALITAET
.
60
3
DER
MESSPROZESS
UND
MASSEINHEITEN
.
65
3.1
DIE
FESTLEGUNG
DER
NATURKONSTANTEN
.
70
3.2
DIE
LAENGENMESSUNG
.
71
3.3
DIE
MASSENBESTIMMUNG
.
73
3.4
DIE
ZEITMESSUNG
.
74
4
GRUNDLEGENDE
PHYSIKALISCHE
KONZEPTE
.
81
4.1
DAS
KONZEPT
DER
ENERGIE
.
82
4.1.1
WAS
IST
ENERGIE?
.
84
4.1.1.1
DIE
ENERGIE
-
EINE
PHYSIKALISCHE
BESCHREIBUNG
.
85
4.1.1.2
DIE
KOENERGIE
ODER
DUALE
ENERGIE
.
90
4.1.2
WAS
IST
ENTROPIE?
.
94
4.1.2.1
DER
KLASSISCHE
(HISTORISCHE)
ENTROPIEBEGRIFF
.
97
4.1.2.2
EINE
ZEITGEMAESSE
INTERPRETATION
DER
ENTROPIE
.
103
4.2
DAS
KONZEPT
DER
KRAFT
.
119
4.2.1
DIE
NEWTON
'
SCHE
MECHANIK
.
123
4.2.2
DIE
ANALYTISCHE
MECHANIK
.
138
4.2.3
DIE
KONTINUUMSMECHANIK
.
145
4.2.3.1
DER
KARTESISCHE
SPANNUNGSTENSOR
.
147
4.2.3.2
DER
KARTESISCHE
VERZERRUNGSTENSOR
.
150
4.2.3.3
MATERIALEIGENSCHAFTEN
.
151
4.2.3.4
DIE
BILANZGLEICHUNGEN
.
153
4.2.4
DIE
QUANTENMECHANIK
.
155
4.2.4.1
RANDERSCHEINUNGEN
IN
DER
PHYSIK
UM
1900
.
156
4.2.4.2
ERSTE
QUANTENMECHANISCHE
MODELL-ANSAETZE
.
157
4.2.4.3
ERSTE
GRUNDLEGENDE
EXPERIMENTE
ZUR
QUANTENMECHANIK
.
158
4.2.4.4
DER
QUANTENMECHANISCHE
KRAFTBEGRIFF
.
161
4.3
DAS
KONZEPT
DER
ZEIT
.
162
4.3.1
WAS
IST
ZEIT?
.
163
4.3.2
DIE
ZEIT
ALS
MESSGROESSE
.
165
4.3.3
ENTROPIE
UND
DIE
RICHTUNG
DER
ZEIT
.
169
4.3.4
DAS
KAUSALITAETSPROBLEM
IN
DER
PHYSIK
.
173
4.3.5
ZEIT-PARADOXIEN
.
176
4.3.5.1
DIE
SPEZIELLE
RELATIVITAETSTHEORIE:
EINE
KURZE
EINFUEHRUNG
.
177
4.3.5.2
ZEITREISEN
IN
DIE
ZUKUNFT:
DAS
ZWILLINGSPARADOXON
.
188
4.3.5.3
ZEITREISEN
IN
DIE
VERGANGENHEIT:
DAS
ALLGEMEINE
KAUSALITAETSPRINZIP
.
191
4.4
DAS
KONZEPT
DES
RAUMES
.
196
4.4.1
WAS
IST
RAUM?
.
197
4.4.2
INERTIALSYSTEME
UND
BEWEGUNG
IM
RAUM
.
203
4.4.3
DIE
VERMESSUNG
DES
RAUMES
.
210
4.4.4
DAS
KOSMOLOGISCHE
PARADOXON
-
KANN
RAUM
BEWEGT
WERDEN?
.
220
4.4.5
EIN
KOSMOLOGISCHES
MODELL
.
237
4.4.5.1
DAS
ERWEITERTE
RELATIVITAETSPRINZIP
.
241
4.4.5.2
ZEIT
UND
RAUM
NACH
MILNE
.
242
4.4.5.3
DAS
MILNE-UNIVERSUM
.
251
4.4.5.4
LOKALE
BESCHLEUNIGUNGEN
UND
GRAVITATIONSKRAEFTE
.
254
4.4.5.5
DIE
LICHTABLENKUNG
IM
GRAVITATIONSFELD
.
263
4.4.5.6
MILNE
UND
DAS
OLBERS-PARADOXON
.
268
4.4.5.7
ZUSAMMENFASSUNG
.
271
5
IMPULSSTROEME
.
293
5.1
DER
ALLGEMEINE
IMPULSERHALTUNGSSATZ
.
295
5.2
KONTAKTWECHSELWIRKUNGEN
.
299
5.2.1
DIE
ALLGEMEINE
KONTINUITAETSGLEICHUNG
.
301
5.2.2
DIE
REIBUNG
.
302
5.2.3
DAS
HEBELGESETZ
.
312
5.2.4
BEISPIELE
ZUR
IMPULSSTROM-MECHANIK
.
316
5.2.4.1
EIN
VERGLEICH:
MECHANISCHE
SPANNUNG
VS.
ELEKTRISCHE
STROMDICHTE
.
317
5.2.4.2
DIE
BEWEHRUNGSTECHNIK
IM
BAUINGENIEURWESEN
.
320
5.2.4.3
DAS
BOUSSINESQ-PROBLEM
.
324
5.2.4.4
TRAGWERKE
.
326
5.2.4.5
VERBUNDMATERIALIEN
.
328
5.2.4.6
GRANULARE
MATERIE
.
330
5.2.4.7
DIE
SANDUHR
.
334
5.2.4.8
SPANNUNGSINDUZIERTE
BEWEGUNG
.
336
5.2.5
STOSSVORGAENGE
.
349
5.2.5.1
DIE
STOSSZEIT
.
353
5.2.5.2
DIE
STOSSKASKADE
.
363
5.3
FELDWECHSELWIRKUNGEN
.
366
5.3.1
DAS
GRAVITATIONSFELD
.
367
5.3.1.1
DER
GRAVITATIONS-PLATTENKONDENSATOR
.
374
5.3.1.2
GEOPHYSIK:
UEBER
DEN
WAERMEHAUSHALT
DER
ERDE
.
379
5.3.1.3
ZUSAMMENFASSUNG
.
391
5.3.2
DAS
MAGNETISCHE
FELD
.
394
5.3.3
DAS
ELEKTRISCHE
FELD
.
398
5.3.4
DER
MAXWELL
'
SCHE
SPANNUNGSTENSOR
.
401
5.3.4.1
DER
FELDIMPULS
.
403
5.3.4.2
DIE
MAXWELL-HEAVISIDE-GLEICHUNGEN
.
407
5.3.5
DIE
ELEKTROMAGNETISCHE
DUALITAET
.
409
6
RESUME
.419
7
PHYSIKALISCHE
GROESSEN
.
425
8
AUFGABEN
.
427
9
MATHEMATISCHER
ANHANG
.
441
9.1
VEKTOREN
.
442
9.2
TENSOREN
.
443
9.3
VEKTOR-UND
TENSORANALYSIS
.
445
9.4
IMPULSSTROEME
IN
DER
KONTINUUMSMECHANIK
.
449
10
ZITATE
.
455
11
GLOSSAR
.
465
12
VERWEISE
.
479
13
WEITERFUEHRENDE
LITERATUR
.
483
INDEX
.
493 |
| adam_txt |
INHALT
VORWORT
.
VII
AE
PROPOS
.
1
1
MODELLE
IN
DER
PHYSIK
.
9
1.1
MODELLIERUNGSKONZEPTE
.
13
1.2
DEFINITION
UND
ABSTRAKTIONSEBENEN
EINES
MODELLS
.
15
1.3
MODELLEIGENSCHAFTEN
UND
MODELLIERUNGSZIELE
.
22
1.4
EIN
MODELLIERUNGSLEITFADEN
.
25
1.5
POTENTIAL,
GRENZEN
UND
RISIKEN
DER
MODELLIERUNG
.
29
2
MATHEMATISCHE
STRUKTUREN
IN
DER
PHYSIK
.
43
2.1
DER
MATHEMATISCHE
ABBILDUNGSPROZESS
.
44
2.2
PHYSIKALISCHE
GLEICHUNGEN
.
51
2.3
DIE
MATHEMATISCHE
SYMMETRIE
.
55
2.4
DIE
MATHEMATISCHE
ANALOGIE
.
58
2.5
DIE
MATHEMATISCHE
DUALITAET
.
60
3
DER
MESSPROZESS
UND
MASSEINHEITEN
.
65
3.1
DIE
FESTLEGUNG
DER
NATURKONSTANTEN
.
70
3.2
DIE
LAENGENMESSUNG
.
71
3.3
DIE
MASSENBESTIMMUNG
.
73
3.4
DIE
ZEITMESSUNG
.
74
4
GRUNDLEGENDE
PHYSIKALISCHE
KONZEPTE
.
81
4.1
DAS
KONZEPT
DER
ENERGIE
.
82
4.1.1
WAS
IST
ENERGIE?
.
84
4.1.1.1
DIE
ENERGIE
-
EINE
PHYSIKALISCHE
BESCHREIBUNG
.
85
4.1.1.2
DIE
KOENERGIE
ODER
DUALE
ENERGIE
.
90
4.1.2
WAS
IST
ENTROPIE?
.
94
4.1.2.1
DER
KLASSISCHE
(HISTORISCHE)
ENTROPIEBEGRIFF
.
97
4.1.2.2
EINE
ZEITGEMAESSE
INTERPRETATION
DER
ENTROPIE
.
103
4.2
DAS
KONZEPT
DER
KRAFT
.
119
4.2.1
DIE
NEWTON
'
SCHE
MECHANIK
.
123
4.2.2
DIE
ANALYTISCHE
MECHANIK
.
138
4.2.3
DIE
KONTINUUMSMECHANIK
.
145
4.2.3.1
DER
KARTESISCHE
SPANNUNGSTENSOR
.
147
4.2.3.2
DER
KARTESISCHE
VERZERRUNGSTENSOR
.
150
4.2.3.3
MATERIALEIGENSCHAFTEN
.
151
4.2.3.4
DIE
BILANZGLEICHUNGEN
.
153
4.2.4
DIE
QUANTENMECHANIK
.
155
4.2.4.1
RANDERSCHEINUNGEN
IN
DER
PHYSIK
UM
1900
.
156
4.2.4.2
ERSTE
QUANTENMECHANISCHE
MODELL-ANSAETZE
.
157
4.2.4.3
ERSTE
GRUNDLEGENDE
EXPERIMENTE
ZUR
QUANTENMECHANIK
.
158
4.2.4.4
DER
QUANTENMECHANISCHE
KRAFTBEGRIFF
.
161
4.3
DAS
KONZEPT
DER
ZEIT
.
162
4.3.1
WAS
IST
ZEIT?
.
163
4.3.2
DIE
ZEIT
ALS
MESSGROESSE
.
165
4.3.3
ENTROPIE
UND
DIE
RICHTUNG
DER
ZEIT
.
169
4.3.4
DAS
KAUSALITAETSPROBLEM
IN
DER
PHYSIK
.
173
4.3.5
ZEIT-PARADOXIEN
.
176
4.3.5.1
DIE
SPEZIELLE
RELATIVITAETSTHEORIE:
EINE
KURZE
EINFUEHRUNG
.
177
4.3.5.2
ZEITREISEN
IN
DIE
ZUKUNFT:
DAS
ZWILLINGSPARADOXON
.
188
4.3.5.3
ZEITREISEN
IN
DIE
VERGANGENHEIT:
DAS
ALLGEMEINE
KAUSALITAETSPRINZIP
.
191
4.4
DAS
KONZEPT
DES
RAUMES
.
196
4.4.1
WAS
IST
RAUM?
.
197
4.4.2
INERTIALSYSTEME
UND
BEWEGUNG
IM
RAUM
.
203
4.4.3
DIE
VERMESSUNG
DES
RAUMES
.
210
4.4.4
DAS
KOSMOLOGISCHE
PARADOXON
-
KANN
RAUM
BEWEGT
WERDEN?
.
220
4.4.5
EIN
KOSMOLOGISCHES
MODELL
.
237
4.4.5.1
DAS
ERWEITERTE
RELATIVITAETSPRINZIP
.
241
4.4.5.2
ZEIT
UND
RAUM
NACH
MILNE
.
242
4.4.5.3
DAS
MILNE-UNIVERSUM
.
251
4.4.5.4
LOKALE
BESCHLEUNIGUNGEN
UND
GRAVITATIONSKRAEFTE
.
254
4.4.5.5
DIE
LICHTABLENKUNG
IM
GRAVITATIONSFELD
.
263
4.4.5.6
MILNE
UND
DAS
OLBERS-PARADOXON
.
268
4.4.5.7
ZUSAMMENFASSUNG
.
271
5
IMPULSSTROEME
.
293
5.1
DER
ALLGEMEINE
IMPULSERHALTUNGSSATZ
.
295
5.2
KONTAKTWECHSELWIRKUNGEN
.
299
5.2.1
DIE
ALLGEMEINE
KONTINUITAETSGLEICHUNG
.
301
5.2.2
DIE
REIBUNG
.
302
5.2.3
DAS
HEBELGESETZ
.
312
5.2.4
BEISPIELE
ZUR
IMPULSSTROM-MECHANIK
.
316
5.2.4.1
EIN
VERGLEICH:
MECHANISCHE
SPANNUNG
VS.
ELEKTRISCHE
STROMDICHTE
.
317
5.2.4.2
DIE
BEWEHRUNGSTECHNIK
IM
BAUINGENIEURWESEN
.
320
5.2.4.3
DAS
BOUSSINESQ-PROBLEM
.
324
5.2.4.4
TRAGWERKE
.
326
5.2.4.5
VERBUNDMATERIALIEN
.
328
5.2.4.6
GRANULARE
MATERIE
.
330
5.2.4.7
DIE
SANDUHR
.
334
5.2.4.8
SPANNUNGSINDUZIERTE
BEWEGUNG
.
336
5.2.5
STOSSVORGAENGE
.
349
5.2.5.1
DIE
STOSSZEIT
.
353
5.2.5.2
DIE
STOSSKASKADE
.
363
5.3
FELDWECHSELWIRKUNGEN
.
366
5.3.1
DAS
GRAVITATIONSFELD
.
367
5.3.1.1
DER
GRAVITATIONS-PLATTENKONDENSATOR
.
374
5.3.1.2
GEOPHYSIK:
UEBER
DEN
WAERMEHAUSHALT
DER
ERDE
.
379
5.3.1.3
ZUSAMMENFASSUNG
.
391
5.3.2
DAS
MAGNETISCHE
FELD
.
394
5.3.3
DAS
ELEKTRISCHE
FELD
.
398
5.3.4
DER
MAXWELL
'
SCHE
SPANNUNGSTENSOR
.
401
5.3.4.1
DER
FELDIMPULS
.
403
5.3.4.2
DIE
MAXWELL-HEAVISIDE-GLEICHUNGEN
.
407
5.3.5
DIE
ELEKTROMAGNETISCHE
DUALITAET
.
409
6
RESUME
.419
7
PHYSIKALISCHE
GROESSEN
.
425
8
AUFGABEN
.
427
9
MATHEMATISCHER
ANHANG
.
441
9.1
VEKTOREN
.
442
9.2
TENSOREN
.
443
9.3
VEKTOR-UND
TENSORANALYSIS
.
445
9.4
IMPULSSTROEME
IN
DER
KONTINUUMSMECHANIK
.
449
10
ZITATE
.
455
11
GLOSSAR
.
465
12
VERWEISE
.
479
13
WEITERFUEHRENDE
LITERATUR
.
483
INDEX
.
493 |
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