Physics Books

Book SynopsisExpose Your Students to the Elegant World of Physics in an Enticing WayPhysics from Planet Earth - An Introduction to Mechanics provides a one-semester, calculus-based introduction to classical mechanics for first-year undergraduate students studying physics, chemistry, astronomy, or engineering. Developed from classroom-tested materials refined and updated for over ten years at Colgate University, the book guides students on a journey beyond standard approaches that use blocks, projectiles, and inclined planes to grander themes involving interplanetary travel, exoplanets, asteroid collisions, and dark matter.Beginning students are often bewildered by the rapid-fire presentation of physical concepts, mathematics, and problem-solving strategies in traditional introductory textbooks. In contrast, this text:Introduces the three conservation laws (momentum, energy, and angular momentum) as fundamental laws of nature from Trade Review"Reading this book makes me want to teach intro physics right away!"—James Battat, Wellesley College "… a special and unique text for teaching basic mechanics. … the authors are excellent writers, possessing literary acuity and sensitivity in unusual measure."—Dr. Lyle Roelofs, President, Berea College "Astronomy is overflowing with exciting discoveries, ranging from Earth-planets orbiting other stars to exotic phenomena such as black holes and neutron stars. This book brilliantly leverages these topics to entice students to a deeper study of classical mechanics."—David Charbonneau, Professor of Astronomy, Harvard University "A refreshing departure from mainstream textbooks on classical mechanics that any ingenuous and inquisitive student will love."—Stefano Moretti, Professor, School of Physics and Astronomy, University of Southampton Table of ContentsMathematical Toolbox. Conservation of Momentum. Conservation of Energy. Conservation of Angular Momentum. Going Beyond. Appendices. Index.

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Book SynopsisPET and SPECT imaging has improved to such a level that they are opening up exciting new horizons in medical diagnosis and treatment. This book provides a complete introduction to fundamentals and the latest progress in the field, including an overview of new scintillator materials and innovations in photodetector development, as well as the latest system designs and image reconstruction algorithms. It begins with basics of PET and SPECT physics, followed by technology advances and computing methods, quantitative techniques, multimodality imaging, instrumentation, pre-clinical and clinical imaging applications.Trade Review"A well-written, comprehensive, advanced-level book that also provides enough information about the physics, mathematics, instrumentation, quantification, and clinical applications of these imaging modalities."-Jun Zhang, The Ohio State UniversityTable of ContentsPart 1 BASICS. Principles of SPECT and PET Imaging. Part 2 TECHNOLOGY. Scintillators for PET and SPECT. Photodetectors. Acquisition Electronics. SPECT Instrumentation. PET Instrumentation. PART 3 QUANTITATIVE IMAGING. Methodologies for Quantitative SPECT. Data Corrections and Quantitative PET. Image Reconstruction for PET and SPECT. High-Performance Computing in Emission Tomography. Methods and Applications of Dynamic. SPECT Imaging. Dynamic PET Imaging. Part 4 MULTIMODALITY IMAGING. PET/CT. SPECT/CT. PET/MRI. Part 5 PRECLINICAL IMAGING AND CLINICAL APPLICATIONS. Preclinical PET and SPECT. Clinical Applications of PET/CT and SPECT/CT Imaging

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Book SynopsisExam Board: EdexcelLevel: AS/A-levelSubject: PhysicsFirst Teaching: September 2015First Exam: June 2016Ensure your students get to grips with the core practicals and develop the skills needed to succeed with an in-depth assessment-driven approach that builds and reinforces understanding; clear summaries of practical work with sample questions and answers help to improve exam technique in order to achieve higher grades.Written by experienced teachers Carol Davenport, Graham George and Kevin Lawrence, this Student Guide for practical Physics:- Help students easily identify what they need to know with a concise summary of required practical work examined in the A-level specifications.- Consolidate understanding of practical work, methodology, mathematical and other skills out of the laboratory with exam tips and knowledge check questions, with answers in the back of the book.- Provide plenty of opportunitTrade ReviewA fantastic resource for the teaching of A-level Physics, I would highly recommend! -- Charles Melvin * Charles Melvin *The book is very useful for a level physics experiments. You can get details of how to do experiments and answers is given in details. -- Miss Florence Wong * Miss Florence Wong *

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Book SynopsisExam Board: IBLevel: IBSubject: PhysicsFirst Teaching: September 2014First Exam: Summer 2016Stretch your students to achieve their best grade with these year round course companions; providing clear and concise explanations of all syllabus requirements and topics, and practice questions to support and strengthen learning. - Consolidate revision and support learning with a range of exam practice questions and concise and accessible revision notes- Practise exam technique with tips and trusted guidance from examiners on how to tackle questions- Focus revision with key terms and definitions listed for each topic/sub topic

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Book SynopsisRadioactive sources such as nuclear power installations can pose a great threat to both humans and our environment. How do we measure, model and regulate such threats? Environmental Radioactivity and Emergency Preparedness addresses these topical questions and aims to plug the gap in the lack of comprehensive literature in this field. The book explores how to deal with the threats posed by different radiological sources, including those that are lost or hidden, and the issues posed by the use of such sources. It presents measurement methods and approaches to model and quantify the extent of threat, and also presents strategies for emergency preparedness, such as strategies for first-responders and radiological triage in case an accident should happen. Containing the latest recommendations and procedures from bodies such as the IAEA, this book is an essential reference for both students and academicians studying radiation safety, as well as for radiation protectiTrade Review"This new book from Isaksson and Raaf will be very useful for students and professionals engaged in the radiation protection of humans and the environment. It covers all of the fundamental theoretical aspects of radiation physics and radiation biology, but focuses primarily on the field’s practical aspects, including radiation detection, sample preparation, and dose assessment. The book also discusses current global concerns over radiation protection, such as modelling the transfer of radionuclides between large scale environments (like the oceans or soils) to small scale environments (like plants and animals).After starting with a recall of facts or basic principles, each chapter introduces the relevant theory in great detail before providing example calculations and a wide variety of exercises for the reader to utilise. Notably, the last chapter tackles emergency preparedness, discussing emergency scenarios and the remedial actions and dosimetry methods to be applied to large scale accidents. This topic is usually not covered by other books in the field - instead reserved to be discussed in restricted reports – and therefore makes this book unique. Risk communication is another very important issue that is explored, which will be of interest to decision makers and also first responders who might need to deal with public concerns. Focusing on current concerns whilst still tackling the fundamentals of the field, Environmental Radioactivity and Emergency Preparedness is a modern treatise of radiation protection and will be useful to many!"—David Broggio, Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire, France"One particular challenge of nuclear and radiological technologies is preparing for failure, misuse, and disaster, and emergency preparedness is essential in limiting the impact of such events on our populations and environment. Emergency response teams, specifically experts in radiation protection, medical phyTable of ContentsSource terms. Environmental radiation protection. Environmental exposure pathways. Radiometry and sampling. Radioecology. Nuclear and radiological safety. Emergency preparedness and countermeasures/response. A short history of radiation protection.

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Book SynopsisThis book suitable for post graduates in Physics and Astrophysics aims at introducing the theory of general relativity as an important background for doing astrophysics. Starting from a detailed discussion of the various mathematical concepts for doing general relativity, the book introduces the geometric description of gravity. It gives a brief historical perspective to classical mechanics and electrodynamics making an attempt to establish the necessity of special relativity as propounded by Einstein extending to General Relativity. This book is a good starting point for post graduates wanting to pursue the modern topics of Cosmology, High energy astrophysics and related areas.Table of ContentsMathematical Preliminaries. Pre Relativistic Physics. Special Relativity. General Relativity. Accretion Astrophysics. Inertial Forces in GR. Gravity as a Gauge Theory.

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Book SynopsisMedium heavy nuclei with mass number A=60-90 exhibit a variety of complex collective properties, provide a laboratory for double beta decay studies, and are a region of all heavy N=Z nuclei. This book discusses these three aspects of nuclear structure using Deformed Shell Model and the Spin-Isospin Invariant Interacting Boson Model naturally generated by fermionic SO(8) symmetry. Using these two models, the book describes properties of medium heavy nuclei with mass number A=60-90. It provides a good reference for future nuclear structure experiments using radioactive ion beam (RIB) facilities. Various results obtained by the authors and other research groups are also explained in this book.Table of ContentsIntroduction.Deformed shell model (DSM). Deformed shell model results for spectroscopy of A=60-90 nuclei. Applications of deformed shell model. Deformed shell model for Double beta decay in A=60-90 nuclei. Heavy N=Z nuclei: SU(4) structure, Wigner energy and isovector and isosclar pairing. SO(8) fermion pairing model to spin-isospin interacting boson model (IBM-ST).Spin-isospin interacting boson model (IBM-ST). IBM-ST results for deuteron transfer and GT strengths. Interacting boson model with isospin T = 1 bosons. Deformed shell model results for spectroscopy of heavy N=Z nuclei. Future outlook.

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Book SynopsisWinner of the 2014 Book of the Year Award from the Petroleum History Society!The importance of energy to the functioning of any economy has meant that energy industries are amongst the most regulated of industries. What might appear to be purely private decisions are made within a complex and evolving web of government regulations. Petropolitics provides an economic history of the petroleum industry in Alberta as well as a detailed analysis of the operation of the markets for Alberta oil and natural gas, and the main governmental regulations (apart from environmental regulations) faced by the industry. The tools used within this study are applicable to oil and gas industries throughout the world.Trade Review"There is no other book which reviews the complete history of the Alberta petroleum industry and related economic and energy policy and institutional development." -- Dr Gerry Angevine, Centre for Energy Studies, The Fraser Institute

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Book SynopsisIn this new book, an interdisciplinary and international team of experts provides an exploration of the emerging plasma science that is poised to make the plasma technology a reality in the manufacturing sector. The research presented here will stimulate new ideas, methods, and applications in the field of plasma science and nanotechnology.Plasma technology applications are being developed that could impact the global market for power, electronics, mineral, and other fuel commodities. Currently, plasma science is described as a revolutionary discipline in terms of its possible impact on industrial applications. It offers potential solutions to many problems using emerging techniques. In this book the authors provide a broad overview of recent trends in field plasma science and nanotechnology. Divided into several parts, Plasma and Fusion Science: From Fundamental Research to Technological Applications explores some basic plasma applications and research, space and atmospheric plasma, nuclear fusion, and laser plasma and industrial applications of plasma. A wide variety of cutting-edge topics are covered, including:• basic plasma physics• computer modeling for plasma• exotic plasma (including dusty plasma)• industrial plasma applications• laser plasma• nuclear fusion technology• plasma diagnostics• plasma processing• pulsed power• space astrophysical plasma• plasma and nanotechnologyPointing to current and possible future developments in plasma science and technology, the diverse research presented here will be valuable for researchers, scientists, industry professionals, and others involved in the revolutionary field of plasma and fusion science.Table of ContentsPlasma Treatment of Powder and Granulates. Plasma Dynamical Devices (Review of Fundamental Results and Applications). Conceptual Design of a Permanent Ring Magnet-Based Helicon Plasma Source. Solitary Wave Solutions of Modified Kadomstev-Petviashivili Equation for Hot Adiabatic Dusty Plasma Having Non-Thermal Ions with Trapped Electrons. Global Transition from Drift Wave Dominated Regimes to Multi-Instability Plasma Dynamics and Simultaneous Formation of a Radial Transport. Magnetic Drift and Its Effect on Cross-Field Diffusion Process.On the Effect of Base Pressure upon Plasma Containment. Ion-Acoustic Dressed Solitons on Electron-Positron-Ion Plasma with Nonisothermal Electrons. Arbitrary Amplitude Kinetic Alfven Solitary Waves in a Plasma with Two-Temperature Electrons.Nonlinear Dust Kinetic Alfvén Waves in a Dust–Ion Plasma with Ions Following Q-Non-Extensive Velocity Distribution. Study Generation of Pulsed High Current with Aluminium Electrolytic Capacitor. Effect of Radio Frequency Power on Magnetron Sputtered TiO2 Thin Films. Stability of Kinetic Alfven Wave (KAW) in a Cometary Plasma with Streaming Electrons and Protons. External Magnetic Field Effect on Absorption of Surface Plasma Waves by Metal Nano-Particles. Plasma Waves beyond the Solar System. Jeans Instability of a Self-Gravitating Viscous Molecular Cloud Under the Influence of Finite Electron Inertia, Hall Effect, Fine Dust Particles and Rotation. Structural Fabrication: Study of Infrastructure Facilities Required to Convert Concept to Reality. DAC-Controlled Voltage Variable RF Attenuator for Generating RF Pulses of Different Shapes and Amplitudes for RF-ICRH System. Investigation of the Effect of Thermal Cycle on SS/CRZ Brazed Joint Sample. Design and Test Results of a 200kV, 15mA High Voltage DC Test Generator. Design, Development and Testing of WaterpBased Co-Axial Blumlein Pulse Generator. Optimization of MgB2-Brass Joint Resistance for SST-1 Superconducting Magnet Current Leads. Studies on Effect of Gaseous Quenching Media on Performance of Electrically Exploded Foils. Particle Acceleration by Whistler Pulse in High Density Plasma. Generation of Terahertz Radiations by Flat Top Laser Pulses in Modulated Density Plasmas. Surface Modification of High Density Polyethylene and Polycarbonate by Atmospheric Pressure Cold Argon/Oxygen Plasma Jet. Optical Imaging of SST-1 Plasma. Pulsed Electrical Exploding Wire For Production of Nanopowders.

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Book SynopsisStephen Hawking was diagnosed with motor neurone disease at the age of 21 and was expected to live for only another two years. He went on to write books and deliver public lectures right up until his death at the age of 76 in 2018. Hawking achieved commercial success with several works of popular science in which he discusses his own theories and cosmology in general. His book A Brief History of Time, a layman's guide to cosmology, appeared on the Sunday Times best-seller list for a record-breaking 237 weeks and sold more than 10 million copies. As Martin Rees, the cosmologist, astronomer royal and Hawking’s longtime colleague wrote, “His name will live in the annals of science; millions have had their cosmic horizons widened by his best-selling books; and even more, around the world, have been inspired by a unique example of achievement against all the odds — a manifestation of amazing willpower and determination.” In this concise and informative guide to Hawking’s life and work, his key scientific achievements – from gravitational singularities to quantum cosmology – are covered in an approachable and accessible way. This is a celebration of an icon of modern physics, who inspired generations of scientists and changed our understanding of the universe.

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Book SynopsisWhy can't we tickle ourselves? Which properties give you the best chance of winning Monopoly? What would happen if you fell into a black hole? Is it possible to hurt your brain if you think too much? In this entertaining and enlightening tour of day-to-day life, award-winning writer and scientist Robert Matthews tackles everything from the puzzling maths of odd socks to the real 'string theory' mystery: how does string acquire all those unwanted knots?Trade Review"simply fabulous." Jon

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Book SynopsisDer 'Callister' bietet den gesamten Stoff der Materialwissenschaften und Werkstofftechnik für Studium und Prüfungsvorbereitung. Hervorragend aufbereitet und in klarer, prägnanter Sprache wird das gesamte Fachgebiet anschaulich dargestellt. Das erprobte didaktische Konzept zielt ab auf 'Verständnis vor Formalismus' und unterstützt den Lernprozess der Studierenden: * ausformulierte Lernziele * regelmäßig eingestreute Verständnisfragen zum gerade vermittelten Stoff * Kapitelzusammenfassungen mit Lernstoff, Gleichungen, Schlüsselwörtern und Querverweisen auf andere Kapitel * durchgerechnete Beispiele, Fragen und Antworten sowie Aufgaben und Lösungen * Exkurse in die industrielle Anwendung * an den deutschen Sprachraum angepasste Einheiten und Werkstoffbezeichnungen * durchgehend vierfarbig illustriert * Verweise auf elektronisches Zusatzmaterial Der 'Callister' ist ein Muss für angehende Materialwissenschaftler und Werkstofftechniker an Universitäten und Fachhochschulen - und ideal geeignet für Studierende aus Physik, Chemie, Maschinenbau und Bauingenieurwesen, die sich mit den Grundlagen des Fachs vertraut machen möchten.Trade Review"Das Werk bietet eine sehr gute Einführung in die Werkstoffkunde. Der Schwerpunkt liegt hierbei auf der Vermittlung übertragbaren Wissens und nicht auf der reinen Abhandlung verschiedener Werkstoffe. Unterstützt wird dieser Lernprozess durch viele und vielfältige Übungsaufgaben. Das Wissen wird m.E. aufgrund der klaren Sprache unterstützt durch ein reduziertes Layout sehr verständlich vermittelt. Detaillierte Anhänge zu Werkstoffkennwerten runden das Gesamtbild dieses Werks sehr gut ab." Prof. Dr.-Ing. Jörg Kolbe, Fachhochschule Südwestfalen Standort Meschede "Das Buch bietet eine sehr anschauliche Einführung in die Thematik und ist hervorragend illustriert. Sehr hilfreich für untere Semester sind auch die zahlreichen Beispiele und Übungsaufgaben, die Lernen und Verständnis unterstützen. Hilfreich sind auch die Lernziele am Anfang der Kapitel und die abschließenden Zusammenfassungen." Prof. Dr. Jörg Meyer, Hochschule Hamm-Lippstadt (10/2013) "Hervorragend aufbereitet und in klarer, prägnanter Sprache." GIESSEREI Rundschau (3-4/2013, 04.04.2013) "ein Lehrbuch auf der Höhe der Zeit [...], das den Spagat zwischen wissenschaftlicher Präzision und rasch fortschreitendem Praxiswissen gut bewältigt." chemiereport.at (Nr. 1/2013, 04.02.2013) "Zu diesem Werk kann man nur gratulieren." Der Wärmebehandlungsmarkt (Nr. 1/2013) "übersichtlich gestaltet[...] und gut illustriert" ekz bibliotheksservice (Nr. 13/2013) "Der dargebotene Stoff ist hervorragend aufbereitet" F&S (Nr. 1/2013) "ein Muss für angehende Materialwissenschaftler und Werkstofftechniker" Journal of Heat Treatment and Materials (Nr. 1/2013) "didaktisch ausgezeichnet[...]" METALL (Nr. 1-2/2013, 10.01.2013) "Die Vorzüge dieses Lehrbuchs: Es beschränkt sich nicht auf Teilaspekte, sondern bietet den Blick auf das große Ganze." stahl und eisen (1/2013, 17.01.2013) "das einzige deutschsprachige Buch, das den vereinheitlichten Lehrstoff nach der Umstellung auf Bachelor- und Masterabschlüsse vollständig abdeckt." MaterialsViews.com (22.11.2012) "Der 'Callister' schafft es, ein Themengebiet so verständlich und detailliert zu erklären, dass zusätzliche begleitende Literatur nicht nötig ist." GIT-labor.de (13.11.2012) "Der Callister ist eine 'Bibel' für die Materialwissenschaften und geht detailliert auf die mechanischen Eigenschaften von Werkstoffen und deren Messmethoden ein." Prof. Iris Hermann-Geppert, Hochschule Mittweida Table of ContentsEinfuhrung Aufbau des Atoms und interatomare Bindung Strukturen idealer kristalliner Festkorper Defekte in realen Festkorpern Diffusion Mechanische Eigenschaften von Metallen Versetzungen und Hartungsmechanismen Materialversagen Phasendiagramme Phasenubergange in Metallen: Mikrostrukturentwicklung und veranderte mechanische Eigenschaften Anwendung und Verarbeitung von Metalllegierungen Strukturen und Eigenschaften keramischer Werkstoffe Anwendung und Verarbeitung keramischer Werkstoffe Polymerstrukturen Eigenschaften, Anwendung und Verarbeitung von Polymeren Verbundwerkstoffe Materialkorrosion und -zersetzung Elektrische Eigenschaften Thermische Eigenschaften Magnetische Eigenschaften Optische Eigenschaften Materialauswahl und Entwurf Wirtschafts-, Umwelt- und Gesellschaftsaspekte Anhang A: SI-Einheiten Anhang B: Eigenschaften ausgewahlter Werkstoffe Anhang C: Kosten ausgewahlter Werkstoffe Anhang D: Grundstrukturen ausgewahlter Polymere Anhang E: Glasubergangstemperaturen und Schmelzpunkte ausgewahlter Polymermaterialien Glossar Losungen ausgewahlter Aufgaben Register

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Book SynopsisDas Buch behandelt die klassische Punktmechanik und die Mechanik starrer Körper in den Newtonschen, Lagrangeschen und Hamiltonschen Formulierungen sowie die Schwingungs- und Wellenlehre und die relativistische Mechanik. Die wichtigsten Prinzipien der Mechanik werden nicht nur vorgestellt, sondern mit zahlreichen, über Standardaufgaben hinausgehenden Beispielen praktisch angewendet. Damit können die Leserinnen und Leser die Vielfalt der Mechanik kennenlernen und die mathematischen Methoden einüben, die in fortgeschrittenen Kursen vorausgesetzt werden. Interaktive MATLAB-Applikationen und fotorealistische Animationen mechanischer Probleme veranschaulichen auch kompliziertere Sachverhalte. Aus Rezensionen zu früheren Auflagen: 'Auch die Durchmischung des Stoffes mit anschaulichen Beispielen und der gut lesbare Text werden diese Ausgabe der Klassischen Mechanik in den Bestsellerlisten halten.' (Internationale Mathematische Nachrichten) 'Die Ausgewogenheit in Theorie und Anwendungen hilft, die klassische Mechanik als das zu erkennen, was sie wirklich ist.' (Optik) Stimmen von Hochschullehrern zu früheren Auflagen: '... ist das Buch von einer bestechenden Didaktik. Das äußert sich im Sprachstil, der dem Leser die Begeisterung des Autors unmittelbar mitteilt ...' '... mit allergrößter - wissenschaflicher wie pädagogischer - Sorgfalt ...' '... ausgewogen in Theorie und Anwendungsbeispielen ...'Trade Review"Es verbindet abstrakte physikalische Prinzipien mit Anwendungen in der Praxis; dadurch ist es viel einfacher, die Prinzipien zu verstehen und zu verinnerlichen." Maschinenmarkt (09.05.2016) "Kuypers Lehrbuch Klassische Mechanik gilt als Klassiker unter Studierenden der Physik, Material- oder Ingenieurwissenschaften (Bachelor). Es zählt zu den beliebtesten Lehrbüchern in diesem Bereich." News in Industry (03.05.2016) "Dieses Grundlagenfach ist äußerst wichtig und seit Jahrzehnten begleitet das beliebte Lehrbuch die Studierenden. Kuypers weiß, worauf es bei der Vermittlung des Stoffs ankommt, und setzt dabei vor allem auf Beispiele." Maschinenmarkt.vogel.de (03.05.2016) "Ein sehr gut gelungenes Werk, welches mit hervorragenden Beispielen die gesamte Mechanik umfassend abdeckt." Prof. Dr. Robert Kellner, Hochschule für angewandte Wissenschaften - FH RosenheimTable of ContentsVorwort V MECHANICUS VIII A Die Newtonsche Mechanik 1 1 Einteilchensysteme 2 1.1 Die Newtonschen Axiome 2 1.2 Konservative Kräfte und Potentiale 5 1.3 Energieerhaltungssatz 10 1.4 Beschleunigte Bezugssysteme 10 1.5 Corioliskräfte der Erdrotation* 16 1.6 Zusammenfassung 19 1.7 Aufgaben 21 2 Mehrteilchensysteme 23 2.1 Impulssatz und Schwerpunktsatz 23 2.2 Drehimpulssatz 28 2.3 Die zehn Erhaltungsgrößen 33 2.4 Zusammenfassung 41 2.5 Aufgaben 43 B Die Lagrangesche Mechanik 47 3 Zwangsbedingungen 48 3.1 Generalisierte Koordinaten 48 3.2 Klassifizierung von Zwangsbedingungen 48 3.3 Newtonsche Bewegungsgleichungen 52 3.4 Zusammenfassung 56 3.5 Aufgaben 57 4 Dasd’Alembert-Prinzip 58 4.1 Virtuelle Verrückungen 58 4.2 Das d’Alembert-Prinzip 59 4.3 Richtung der Zwangskräfte* 64 4.4 Das Gleichgewichtsprinzip 66 4.5 Wichtigkeit des d’Alembert-Prinzips 66 4.6 Zusammenfassung 66 4.7 Aufgaben 67 5 Die Lagrangegleichungen 2. Art 69 5.1 Aufstellung der Lagrangegleichungen 2. Art 69 5.2 Forminvarianz der Lagrangegleichungen 73 5.3 Beschleunigte Bezugssysteme* 75 5.4 Wichtigkeit der Lagrangegleichungen 2. Art 76 5.5 Zusammenfassung 77 5.6 Aufgaben 78 6 Lagrangeformalismus mit Reibung 83 6.1 Reibungstypen* 83 6.2 Dissipationsfunktion 84 6.3 Zusammenfassung 87 6.4 Aufgaben 88 7 Symmetrien und Erhaltungsgrößen 90 7.1 Kanonische Impulse 90 7.2 Zyklische Koordinaten und Erhaltungsgrößen 90 7.3 Das Noether-Theorem 93 7.4 Energieerhaltungssatz 98 7.5 Zusammenfassung 100 7.6 Aufgaben 101 8 Stabilität und Bifurkationen 103 8.1 Bedingungen für nichtchaotisches Verhalten 103 8.2 Untersuchung von Differentialgleichungen 106 8.3 Stabilität: Erste Methode von Ljapunow 108 8.4 Stabilität: Direkte Methode von Ljapunow 114 8.5 Bifurkationen 118 8.6 Zusammenfassung 123 8.7 Aufgaben 125 9 Die Lagrangegleichungen 1. Art 127 9.1 Vom d’Alembert-Prinzip zu Lagrange I 127 9.2 Wichtigkeit der Lagrangegleichungen 1. Art 136 9.3 Zusammenfassung 136 9.4 Aufgaben 137 10 Das Hamiltonsche Prinzip 143 10.1 Variationsrechnung 143 10.2 Hamiltonsches Prinzip 148 10.3 Wichtigkeit des Hamiltonschen Prinzips 150 10.4 Zusammenfassung 151 10.5 Aufgaben 152 C Anwendungen derMechanik 155 11 Zentralkraftbewegungen 156 11.1 Zweikörperproblem 156 11.2 Zentralkräfte 157 11.3 Wiederholung 158 11.4 Bewegung im konservativen Zentralkraftfeld 159 11.5 Effektives Potential 164 11.6 Streuung im Zentralkraftfeld* 167 11.7 Streuung im Laborsystem* 174 11.8 Zusammenfassung 178 11.9 Aufgaben 180 12 Der starre Körper 185 12.1 Bewegungen starrer Körper 185 12.2 Kinetische Energie und Trägheitstensor 186 12.3 Drehimpuls 191 12.4 Schwerpunktsatz und Drehimpulssatz 195 12.5 Die EulerschenWinkel 204 12.6 Lagrangegleichungen des starren Körpers 212 12.7 Analogie Translation – Rotation * 217 12.8 Zusammenfassung 219 12.9 Aufgaben 221 13 Lineare Schwingungen 231 13.1 Harmonischer Oszillator 231 13.2 Gekoppelte Schwingungen 240 13.3 Übergang zum schwingenden Kontinuum 252 13.4 Zusammenfassung 263 13.5 Aufgaben 265 14 Nichtlineare Schwingungen 269 14.1 Lineare und nichtlineare Kräfte 269 14.2 Störungsrechnung 270 14.3 Verfahren der harmonischen Balance 275 14.4 Erzwungene nichtlineare Schwingungen 278 14.5 Selbst- und parametererregte Schwingungen 281 14.6 Zusammenfassung 282 14.7 Aufgaben 283 15 Greensche Funktionen und Deltafunktion 288 15.1 Einführung der Greenschen Funktionen 288 15.2 Greensche Funktionen und Fouriertransformationen 292 15.3 Die Deltafunktion 301 15.4 Andere Darstellungen der Deltafunktion 305 15.5 Zusammenfassung 306 15.6 Aufgaben 308 D Die Hamiltonsche Mechanik 310 16 Die Hamiltonschen Gleichungen 312 16.1 Legendre-Transformation 312 16.2 Die Hamiltonschen Gleichungen 313 16.3 Hamiltonfunktion und Energie 316 16.4 Hamiltonsche Gleichungen und Hamiltonsches Prinzip 319 16.5 Wichtigkeit der Hamiltonschen Gleichungen 320 16.6 Zusammenfassung 321 16.7 Aufgaben 321 17 Die Poisson-Klammern 323 17.1 Definition und Eigenschaften 323 17.2 Wichtigkeit der Poisson-Klammern 324 17.3 Zusammenfassung 325 17.4 Aufgaben 326 18 Kanonische Transformationen 327 18.1 Punkttransformationen 327 18.2 Kanonische Transformationen im weiteren Sinn 329 18.3 Kanonische Transformationen 332 18.4 Wiederholung* 333 18.5 Erzeugende kanonischer Transformationen 334 18.6 Wichtigkeit der kanonischen Transformationen 341 18.7 Zusammenfassung 342 18.8 Aufgaben 343 19 Kanonische Invarianten 346 19.1 Kanonische Invarianz der Poisson-Klammern 346 19.2 Kanonische Invarianz des Phasenvolumens 347 19.3 Zusammenfassung 348 19.4 Aufgaben 349 20 Der Satz von Liouville 350 20.1 Phasenbahnen 350 20.2 Grundlagen der Statistischen Mechanik 350 20.3 Beweis des Satzes von Liouville 352 20.4 Konsequenzen des Satzes von Liouville 354 20.5 Zusammenfassung 356 20.6 Aufgaben 357 21 Hamilton-Jacobi-Theorie 359 21.1 Hamilton-Jacobi-Gleichung 359 21.2 Berechnung einer Prinzipalfunktion 362 21.3 Integrabilität 367 21.4 Wichtigkeit der Hamilton-Jacobi-Theorie 370 21.5 Zusammenfassung 370 21.6 Aufgaben 372 22 Übergang zur Quantenmechanik 373 22.1 Analogie Mechanik – geometrische Optik 374 22.2 Zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung 377 22.3 Zusammenfassung 380 E Die Relativistische Mechanik 381 23 Raum und Zeit 382 23.1 Das Galileische Relativitätsprinzip 382 23.2 Die Einsteinschen Postulate 382 23.3 Relativität der Zeit 385 23.4 Die Lorentz-Transformationen 389 23.5 Zeitdilatation und Längenkontraktion 395 23.6 Zusammenfassung 405 23.7 Aufgaben 406 24 Relativistische Kinematik 409 24.1 Maximale Geschwindigkeit 409 24.2 Vierdimensionale Entfernungen 410 24.3 Doppler-Effekt 415 24.4 Addition von Geschwindigkeiten 420 24.5 Beschleunigungen* 427 24.6 Zusammenfassung 429 24.7 Aufgaben 430 25 Relativistische Dynamik 434 25.1 Vierervektoren 434 25.2 Relativistischer Impuls 436 25.3 Masse und Energie 442 25.4 Photonen 447 25.5 Grenzen der Raumfahrt* 451 25.6 Zusammenfassung 458 25.7 Aufgaben 460 Lösungen 463 Lösungen 1: Einteilchensysteme 463 Lösungen 2: Mehrteilchensysteme 467 Lösungen 3: Zwangsbedingungen 472 Lösungen 4: Das d’Alembert-Prinzip 474 Lösungen 5: Die Lagrangegleichungen 2. Art 478 Lösungen 6: Lagrangeformalismus mit Reibung 493 Lösungen 7: Symmetrien und Erhaltungsgrößen 496 Lösungen 8: Stabilität und Bifurkationen 500 Lösungen 9: Die Lagrangegleichungen 1. Art 507 Lösungen 10: Das Hamiltonsche Prinzip 531 Lösungen 11: Zentralkraftbewegungen 543 Lösungen 12: Der starre Körper 557 Lösungen 13: Lineare Schwingungen 600 Lösungen 14: Nichtlineare Schwingungen 620 Lösungen 15: Greensche Funktionen und Deltafunktion 631 Lösungen 16: Die Hamiltonschen Gleichungen 642 Lösungen 17: Die Poisson-Klammern 646 Lösungen 18: Kanonische Transformationen 649 Lösungen 19: Kanonische Invarianten 657 Lösungen 20: Der Satz von Liouville 659 Lösungen 21: Hamilton-Jacobi-Theorie 661 Lösungen 23: Raum und Zeit 667 Lösungen 24: Relativistische Kinematik 674 Lösungen 25: Relativistische Dynamik 680 Index 685

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Book SynopsisDer Klassiker der Werkstoffwissenschaft in elfter Auflage unverzichtbar für Studierende der Werkstoffwissenschaft/ Materialwissenschaft und des Maschinenbaues Die moderne Werkstoffwissenschaft befasst sich mit der Darstellung und Erklärung der Eigenschaften von Werkstoffen wie Metall, Keramik, Polymere auf Grundlage einer einheitlichen, naturwissenschaftlich geleiteten Betrachtungsweise. Damit geht dieses Wissensgebiet über die klassische Werkstoffkunde hinaus, die auf vorwiegend empirisch ermittelten Fakten ohne engen Verständniszusammenhang basiert. Die stark interdisziplinär geprägte Werkstoffwissenschaft bedient sich dabei der Erkenntnisse und Methoden der Festkörperphysik und -chemie, der Kristallographie und des Ingenieurwesens und ist als Kernfach in material- und ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen an Universitäten und Hochschulen verankert. Ausgehend von den idealen und realen Strukturen von Metallen, Keramiken und Polymeren liefert dieses Standardlehrbuch eine Einführung in die grundlegenden Herstelltechniken von Werkstoffen, Phasenbildung und -umwandlung und die für praktische Anwendungen so wichtigen Zustandsdiagramme sowie die Entstehung und der Untersuchung des Gefüges von Werkstoffen mit qualitativen und quantitativen Charakterisierungsmethoden. Die folgenden Kapitel widmen sich der Beschreibung und Erklärung von thermisch aktivierten Vorgängen wie Diffusion, der Korrosion, den mechanischen Eigenschaften wie Plastizität und Bruch sowie den physikalischen Eigenschaften wie elektrische und thermische Leitfähigkeit, Supraleitung und der Wechselwirkung von Strahlung und Festkörpern. Die 11. Auflage ergänzt die mechanischen Erscheinungen durch Ausführungen, mit deren Hilfe eine konsistente Einordnung der werkstoffwissenschaftlichen Betrachtungen in den Kontext der Technischen Mechanik möglich wird und behandelt neu ausführlich die Werkstoffe Biopolymere im Speziellen und Biomaterialien im Allgemeinen. Die Herstelltechniken wurden ergänzt durch neue Abschnitte zur modernen additiven Fertigung.

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Book SynopsisDas Buch deckt einen sehr großen Bereich der Kernphysik ab, d.h. es werden sowohl experimentelle als auch theoretische Aspekte beleuchtet sowie Anwendungen (Kernspaltung, Kernfusion, medizinischen Anwendungen, Strahlenschutz) ausführlich behandelt. Der Aufbau folgt der historischen Entwicklung. Schließlich wird auch Basiswissen aus der Teilchenphysik kurz angesprochen. Table of ContentsVorwort xi 1 Entdeckung der Radioaktivität, natürliche Radioaktivität 1 1.1 Entdeckung 1 1.2 Natürliche Radioaktivität 2 1.3 Die kosmische Strahlung 3 1.4 Strahlenarten und natürliche Zerfallsreihen 5 1.5 Zerfallsgesetze, radioaktives Gleichgewicht 10 1.6 Die Entdeckung des Atomkerns (Rutherford-Streuung) 14 1.7 Wirkungsquerschnitt und Massenbelegung 17 1.8 Übungsaufgaben 19 2 Die statistische Natur des radioaktiven Zerfalls 21 2.1 Übungsaufgaben 25 3 Wechselwirkung von Strahlung mit Materie 27 3.1 Wechselwirkung geladener Teilchen mit Materie 27 3.1.1 Wechselwirkung schwerer, geladener Teilchen mit Materie 28 3.1.2 Wechselwirkung von Elektronen mit Materie 36 3.1.3 Wechselwirkung von Positronen mit Materie 41 3.2 Wechselwirkung von Neutronen mit Materie 42 3.3 Wechselwirkung von Photonenstrahlung mit Materie 44 3.3.1 Compton-Streuung 45 3.3.2 Photoeffekt 48 3.3.3 Paarbildung 50 3.3.4 Totaler Absorptionsquerschnitt 51 3.4 Sekundärprozesse 54 3.5 Übungsaufgaben 54 4 Strahlungsdetektoren 57 4.1 Prinzipien 57 4.1.1 Kalorimeter 57 4.1.2 Gas-Ionisationsdetektoren 58 4.1.3 Festkörper-Ionisationsdetektoren 66 4.1.4 Szintillationsdetektoren 69 4.1.5 Cerenkov-Detektor 72 4.1.6 Teilchenspurdetektoren 73 4.1.7 Thermolumineszenzdetektoren 76 4.1.8 Spezialdetektoren 77 4.2 Elektronische Impulsverarbeitung 78 4.3 Übungsaufgaben 81 5 Neue Teilchen und künstliche Radioaktivität 85 5.1 Isotope 85 5.2 Die Entdeckung des Neutrons 86 5.3 Die Entdeckung des Positrons 86 5.4 Künstliche Radioaktivität 88 5.5 Übungsaufgaben 89 6 AufbauderAtomkerne 91 6.1 Kernmassen 91 6.1.1 Statische elektrische undmagnetischeFelder 91 6.1.2 Massenspektrometer 94 6.1.3 Massenbestimmung über Kernumwandlungen 96 6.2 Die Größe des Atomkerns 99 6.3 Übungsaufgaben 105 7 Das Tröpfchenmodell des Atomkerns 107 7.1 Isotopentafel 107 7.2 Das Tröpfchenmodell 109 7.3 Stabilität gegen β-Zerfall 113 7.4 Stabilität gegen Nukleonenemission 115 7.5 Stabilität gegen Spaltung 115 7.6 Übungsaufgaben 117 8 Die quantenmechanische Behandlung des Atomkerns 119 8.1 Grundlagen 119 8.2 Zur Lösung der Schrödinger-Gleichung 122 8.3 Das Schalenmodell, Einzelteilchenniveaus 125 8.4 Kollektive Anregungen 130 8.5 Kernmomente 132 8.5.1 Elektrische Momente 132 8.5.2 Magnetische Momente 135 8.6 Experimentelle Bestimmung von Kernspin und -momenten 138 8.6.1 Kernspin 138 8.6.2 Kernmomente 139 8.7 Niveauübergänge 142 8.8 Übungsaufgaben 149 9 Der Mößbauer-Effekt 153 9.1 Nukleare Resonanzabsorption 153 9.2 Natürliche Linienbreiten 157 9.3 Anwendungen der Mößbauer-Spektrometrie 158 9.4 Übungsaufgaben 161 10 Die Theorie des α-Zerfalls 163 10.1 Modell des α-Teilchens im Potential des Restkerns 163 10.2 Ergänzende Bemerkungen zum α-Zerfall 165 10.3 Übungsaufgaben 167 11 Der β-Zerfall 169 11.1 Das β-Spektrum 169 11.2 Fermis Theorie des β-Zerfalls 171 11.3 Der experimentelle Nachweis des Neutrinos 176 11.4 Die Neutrinomassen 177 11.5 Die schwache Wechselwirkung 180 11.6 β-Übergänge: Drehimpulse, Matrixelemente, Kopplungskonstante 181 11.7 Die Paritätsverletzung 183 11.8 Übungsaufgaben 189 12 Kernreaktionen 191 12.1 Grundlagen 191 12.2 Erhaltungssätze und Kinematik 194 12.3 Qualitativer Verlauf von Anregungsfunktionen 198 12.4 Die quantenmechanische Behandlung der Streuung 200 12.5 Kernpotentiale und das optische Modell 209 12.6 Die R-Matrix-Theorie 211 12.7 Reaktionsmodelle 215 12.7.1 Compoundkernreaktionen 216 12.7.2 Direkte Kernreaktionen 222 12.8 Übungsaufgaben 225 13 Kernspaltung 227 13.1 Zur Geschichte der Kernspaltung 227 13.2 Physikalische Grundlagen, Kettenreaktion 229 13.3 Die Atombombe 233 13.4 Physik der Kernreaktoren 244 13.5 Typen von Kernreaktoren 248 13.5.1 Leichtwasserreaktor: Siedewasserreaktor (BWR – Boiling Water Reactor), Druckwasserreaktor (PWR – Pressurized Water Reactor) 249 13.5.2 Natururanreaktor (CANDU-Reaktor) 253 13.5.3 Graphitmoderierte Reaktoren 254 13.5.4 Schneller Brüter 257 13.6 Sicherheitsbewertung und Risiko 258 13.7 Reaktorunfälle 262 13.8 Beitrag der Kernenergie zur weltweiten Energiegewinnung 266 13.9 Ein natürlicher Kernreaktor 267 13.10 Übungsaufgaben 271 14 Kernfusion 273 14.1 Physikalische Grundlagen 273 14.2 Die Fusionsbombe 278 14.3 Fusionsreaktoren 281 14.3.1 Trägheitseinschluss 282 14.3.2 Magnetfeldeinschluss 287 14.3.3 Probleme und potentielle Gefahren von Fusionsreaktoren 298 14.4 Übungsaufgaben 302 15 Elementsynthese 303 15.1 Übungsaufgaben 309 16 Dosimetrie und die biologische Wirkung von Strahlung 311 16.1 Das Dosiskonzept 311 16.1.1 Grundlagen und grundlegende Größen 311 16.1.2 Angewandte Dosiskonzepte und Dosisgrößen 317 16.2 Die biologische Wirkung der Strahlung 318 16.2.1 Wirkung radioaktiver Strahlung 318 16.2.2 Deterministische Schäden 321 16.2.3 Stochastische Schäden 323 16.2.4 Individuelle Unterschiede der Strahlenempfindlichkeit 325 16.2.5 Hormesis 329 16.3 Die Strahlenbelastung des Menschen 331 16.3.1 Externe Strahlenbelastung 332 16.3.2 Interne Strahlenbelastung 335 16.3.3 Belastung durch Radon 338 16.4 Strahlentherapie 341 16.5 Übungsaufgaben 346 17 Beschleuniger 347 17.1 Elektrostatische Beschleuniger 347 17.1.1 Cockcroft-Walton-Beschleuniger 348 17.1.2 Van de Graaff-Beschleuniger 349 17.1.3 Tandembeschleuniger 350 17.2 Elektrodynamische Beschleuniger 351 17.2.1 Linearbeschleuniger [200] 352 17.2.2 Ringbeschleuniger 357 17.3 Übungsaufgaben 374 18 Elementarteilchen 377 18.1 Die Idee der Elementarteilchen 377 18.2 Entdeckungen der Hochenergiephysik 378 18.3 Austauschkräfte und Wechselwirkungsteilchen 382 18.4 Der Weg zum Standardmodell 384 18.5 Das Standardmodell 388 18.5.1 Erhaltungssätze und Symmetrie 389 18.5.2 Leptonen 392 18.5.3 Hadronen 397 18.5.4 Der Higgs-Mechanismus 400 18.6 Vereinheitlichte Theorie 403 18.7 Übungsaufgaben 407 Anhang A Wellen und ihre mathematische Darstellung 409 Anhang B Die δ-Distribution (Dirac’sche δ-Funktion) 413 Anhang C Vektoren und Differentialoperatoren 415 Anhang D Einige formale Grundlagen der Quantenmechanik 425 Anhang E Störungsrechnung und Fermis Goldene Regel 435 Anhang F Die Born’schen Näherungen 439 Anhang G Feynman-Diagramme 443 Literaturverzeichnis 447 Personenverzeichnis 459 Sachverzeichnis 467

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Book SynopsisFür alle, die noch mehr lernen möchten: mehr als 320 Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen zum Band 2 des unschlagbar präzisen Ansorge/Oberle-Lehrwerks zur Mathematik in den Ingenieur- und Naturwissenschaften In sämtlichen Ingenieurwissenschaften, insbesondere im Maschinenbau, im Bauingenieurwesen und in der Elektrotechnik, ist Mathematik unverzichtbar bei der Beschreibung, Modellierung und Lösung ingenieurwissenschaftlicher Probleme. Für Studierende dieser Fächer ist es daher unabdingbar, sich detailliert mit der Mathematik auseinanderzusetzen und Wissen zu erwerben, das über die reine Anwendung von "Kochrezepten" hinausgeht. Das vorliegende Übungsbuch zu Band 2 des vollständig überarbeiteten und erweiterten Lehrwerks "Mathematik in den Ingenieur- und Naturwissenschaften" enthält mehr als 320 Aufgaben und Lösungen zur Differential- und Integralrechnung mehrerer Variablen, Differentialgleichungen, Integraltransformationen und zur Funktionentheorie. * Zum Tiefereinsteigen: besonders geeignet für diejenigen, die eine anspruchsvolle Darstellung der höheren Mathematik in den Ingenieur- und Naturwissenschaften suchen * Bewährtes Konzept, überarbeitet und erweitert: präzise, sauber, fachlich korrekt und anwendungsnah * Dazu passend: das neue LehrbuchTable of ContentsVorwort zur fünften Gesamtauflage vii Vorwort zur vierten Gesamtauflage ix Vorwort zur dritten Auflage xi A/L 17 Differentialrechnung mehrerer Variabler 1/87 A/L 17.1 Partielle Ableitungen 1/87 A/L 17.2 Differentialoperatoren 3/94 A/L 17.3 Das vollstandige Differential 4/96 A/L 17.4 Mittelwertsatze und Taylorscher Satz 7/104 A/L 18 Anwendungen der Differentialrechnung 9/113 A/L 18.1 Extrema von Funktionen mehrerer Variabler 9/113 A/L 18.2 Implizit definierte Funktionen 10/124 A/L 18.3 Extremalprobleme mit Nebenbedingungen 12/130 A/L 18.4 Das Newton-Verfahren 13/139 A/L 19 Integralrechnung mehrerer Variabler 15/143 A/L 19.1 Bereichsintegrale 15/143 A/L 19.2 Kurvenintegrale 18/160 A/L 19.3 Oberflachenintegrale 20/167 A/L 20 Gewöhnliche Differentialgleichungen 25/189 A/L 20.1 Einfuhrende Beispiele 25/189 A/L 20.2 Losungsmethoden fur Differentialgleichungen erster Ordnung 26/191 A/L 20.3 Losungsmethoden fur Differentialgleichungen zweiter Ordnung 29/206 A/L 21 Theorie der Anfangswertaufgaben 31/211 A/L 21.1 Existenz und Eindeutigkeit fur Anfangswertaufgaben 31/211 A/L 21.2 Naherungsverfahren 31/213 A/L 22 Lineare Differentialgleichungen 33/215 A/L 22.1 Systeme erster Ordnung 33/215 A/L 22.2 Systeme erster Ordnung mit konstanten Koeffizienten 34/219 A/L 22.3 Einzelgleichungen hoherer Ordnung 37/235 A/L 22.4 Einzelgleichungen hoherer Ordnung mit konstanten Koeffizienten 38/237 A/L 22.5 Stabilitat 39/243 A/L 23 Randwertaufgaben 43/253 A/L 23.1 Lineare Randwertaufgaben bei Systemen 43/253 A/L 23.2 Grundbegriffe der Variationsrechnung 44/257 A/L 23.3 Lineare Randwertaufgaben zweiter Ordnung 44/258 A/L 23.4 Eigenwertaufgaben 45/263 A/L 24 Numerik für Anfangswertaufgaben 47/265 A/L 24.1 Einschrittverfahren 47/265 A/L 24.2 Mehrschrittverfahren 48/268 A/L 24.3 Anfangswertmethoden fur Randwertaufgaben 48/268 A/L 25 Partielle Differentialgleichungen 49/271 A/L 25.1 Grundlegende Begriffe und Beispiele 49/271 A/L 25.2 Partielle Differentialgleichungen erster Ordnung 51/278 A/L 25.3 Normalformen linearer partieller Differentialgleichungen zweiter Ordnung 54/296 A/L 25.4 Die Laplacegleichung 56/305 A/L 25.5 Die Warmeleitungsgleichung 59/319 A/L 25.6 Die Wellengleichung 62/330 A/L 25.7 Eigenwertaufgaben 65/346 A/L 25.8 Spezielle Funktionen 66/349 A/L 26 Funktionen einer komplexen Variablen 67/351 A/L 26.1 Grundlegende Begriffe 67/351 A/L 26.2 Elementare Funktionen 68/355 A/L 26.3 Komplexe Differentiation und konforme Abbildungen 72/366 A/L 26.4 Komplexe Integration und Cauchyscher Hauptsatz 74/372 A/L 26.5 Cauchysche Integralformel und Taylor-Entwicklung 76/376 A/L 26.6 Laurent-Entwicklung und Singularitaten 77/378 A/L 26.7 Residuensatz mit Anwendungen 79/388 A/L 27 Integraltransformationen 83/403 A/L 27.1 Fourier-Transformation 83/403 A/L 27.2 Laplace-Transformation 83/404

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Book SynopsisAnschaulichkeit vor Formalismus - die unvergleichlich verständliche Einführung in die Elektrostatik und -dynamik und Optik für Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften in neuer Auflage! Elektrotechnik, Maschinenbau, Chemie, Geophysik, Biologie: eine Einführung in die Physik gehört für alle Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften unumgänglich zum Studium dazu, sei es im Rahmen der Physikvorlesungen für Hauptfachstudierende oder in Form auf spezifische Studiengänge zugeschnittener Veranstaltungen. Die vierte Auflage des Lehrbuchklassikers von Friedhelm Kuypers gibt in gewohnt anschaulicher Weise eine Einführung in die Elektrostatik und -dynamik und die Optik, wobei die physikalischen Grundlagen stets mit der Darstellung von Anwendungen aus dem Alltag flankiert werden. Jeder Abschnitt wurde vollständig überarbeitet, um noch besser auf immer wieder vorkommende Probleme der Studierenden einzugehen. Im Aufgaben- und Lösungsteil werden die mittleren und schweren Aufgaben nun mit einer anschaulichen Vorstellung der behandelten Physik eingeleitet, bevor die eigentlichen Rechnungen beginnen.Table of ContentsC Elektrizität 17 Elektrostatische Felder 1 17.1 Elektrische Ladung 1 17.2 Die Coulombkraft 2 17.3 Das elektrische Feld 4 17.4 Gaußscher Satz 10 17.5 Kopierer und Laserdrucker * 19 17.6 Noch einmal in Kürze 22 17.7 Aufgaben 24 18 Potential und Spannung 26 18.1 Elektrostatische Arbeit 26 18.2 Potential und Spannung 27 18.3 Influenz 33 18.4 Noch einmal in Kürze 34 18.5 Aufgaben 35 19 Kondensatoren 39 19.1 Kapazität der Plattenkondensatoren 39 19.2 Energiedichte elektrischer Felder 42 19.3 Dielektrika 45 19.4 Piezoelektrizität 50 19.5 Noch einmal in Kürze 52 19.6 Aufgaben 53 20 Elektrischer Strom 57 20.1 Der elektrische Strom 57 20.2 Ohmsches Gesetz 58 20.3 Elektrische Leistung 63 20.4 RC-Gleichstromkreise 65 20.5 Noch einmal in Kürze 72 20.6 Aufgaben 73 21 Magnetfelder 77 21.1 Einführung 77 21.2 Das Biot-Savartsche Gesetz 79 21.3 Das Durchflutungsgesetz 86 21.4 Lorentzkraft 89 21.5 Drehmoment auf Leiterschleifen 95 21.6 Der Halleffekt 98 21.7 Supraleiter * 100 21.8 Noch einmal in Kürze 103 21.9 Aufgaben 105 22 Induktion 109 22.1 Das Faradaysche Induktionsgesetz 109 22.2 Lenzsche Regel 114 22.3 Wirbelströme 116 22.4 Induktivität 118 22.5 RL-Gleichstromkreise 122 22.6 Energiedichte magnetischer Felder 126 22.7 Noch einmal in Kürze 127 22.8 Aufgaben 129 23 Magnetismus in Materie 134 23.1 Magnetisierung 134 23.2 Diamagnetismus * 137 23.3 Paramagnetismus * 138 23.4 Ferromagnetismus 139 23.5 Magnetspeicher * 144 23.6 Abschirmung von Feldern * 145 23.7 Noch einmal in Kürze 146 23.8 Aufgaben 148 24 Wechselstromkreise 150 24.1 Wechselspannung an ohmschen Widerständen 150 24.2 Wechselspannung an Spulen 151 24.3 Wechselspannung an Kondensatoren 153 24.4 Reelle Berechnungen * 154 24.5 Komplexe Zahlen * 156 24.6 Komplexe Widerstände 158 24.7 Leistung in Wechselstromkreisen 166 24.8 Transformator 169 24.9 Drehstrom * 171 24.10 Schutzeinrichtungen * 177 24.11 Noch einmal in Kürze 179 24.12 Aufgaben 181 D Optik 25 Reflexion 186 25.1 Einführung 186 25.2 Reflexionsgesetz 186 25.3 Sphärische Spiegel 189 25.4 Noch einmal in Kürze 196 25.5 Aufgaben 198 26 Brechung 201 26.1 Brechungsgesetz 201 26.2 Totalreflexion und Lichtleiter 205 26.3 Dispersion 208 26.4 Dünne Linsen 211 26.5 Abbildungsfehler 220 26.6 Noch einmal in Kürze 221 26.7 Aufgaben 223 27 Optische Geräte 228 27.1 Das Auge 228 27.2 Die Lupe 231 27.3 Das Mikroskop 233 27.4 Das Fernrohr 235 27.5 Noch einmal in Kürze 238 27.6 Aufgaben 239 E Wellen 28 Einführung 241 28.1 Wellenfunktionen 242 28.2 Intensität harmonischer Wellen 253 28.3 Noch einmal in Kürze 255 28.4 Aufgaben 256 29 Stehende Wellen 258 29.1 Einleitung 258 29.2 Interferenz bei gleicher Ausbreitungsrichtung 258 29.3 Stehende Wellen 259 29.4 Schwingungen idealer Saiten 262 29.5 Noch einmal in Kürze 266 29.6 Aufgaben 266 30 Interferenz 269 30.1 Zweistrahlinterferenz 270 30.2 Vielstrahlinterferenz 276 30.3 Interferenz von Lichtwellen 279 30.4 Optische Weglänge * 285 30.5 Interferenz an dünnen Schichten 289 30.6 CD- und DVD-Spieler * 294 30.7 Laser * 296 30.8 Noch einmal in Kürze 301 30.9 Aufgaben 304 31 Beugung 311 31.1 Huygenssches Prinzip 311 31.2 Beugung am Einzelspalt 312 31.3 Beugung und Interferenz an Mehrfachspalten 318 31.4 Beugung an Lochblende 320 31.5 Noch einmal in Kürze 326 31.6 Aufgaben 327 32 Polarisation 329 32.1 Polarisator und Analysator 329 32.2 Polarisationsverfahren für Licht 332 32.3 Optische Aktivität und LCD-Bildschirme * 335 32.4 Noch einmal in Kürze 337 32.5 Aufgaben 338 33 Akustik 341 33.1 Schallpegel und Lautstärke 341 33.2 Nachhall 348 33.3 Schallschutz 350 33.4 Doppler-Effekt 355 33.5 Noch einmal in Kürze 358 33.6 Aufgaben 360 Lösungen Lösungen: 17 Elektrostatische Felder 363 Lösungen: 18 Potential und Spannung 367 Lösungen: 19 Kondensatoren 373 Lösungen: 20 Elektrischer Strom 379 Lösungen: 21 Magnetfelder 388 Lösungen: 22 Induktion 393 Lösungen: 23 Magnetismus in Materie 403 Lösungen: 24 Wechselstromkreise 405 Lösungen: 25 Reflexion 415 Lösungen: 26 Brechung 423 Lösungen: 27 Optische Geräte 432 Lösungen: 28 Einführung 435 Lösungen: 29 Stehende Wellen 437 Lösungen: 30 Interferenz 442 Lösungen: 31 Beugung 453 Lösungen: 32 Polarisation 456 Lösungen: 33 Akustik 458 Stichwortverzeichnis 465

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Book SynopsisThis scientifically up-to-date book lays the foundation for modeling, designing and implementing accelerator device components, using modern approaches such as the transfer-matrix method and numerical simulation using beam optics codes.

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Book SynopsisGrundlagen kontinuierlicher Symmetrien Quantenphänomene verstehen mit Hilfe von Symmetrien Mit dem vorliegenden Buch „Grundlagen kontinuierlicher Symmetrien“ zeigt der renommierte Wissenschaftler und Hochschullehrer Franck Laloë, dass sich die der Quantenmechanik zugrunde liegenden Gleichungen aus sehr allgemeinen Symmetriebetrachtungen ergeben, ohne dass man auf künstliche oder mehrdeutige Quantisierungsregeln zurückgreifen muss. Das Buch erklärt Konzepte wie Rotationsinvarianz, irreduzible Tensoroperatoren, das Wigner-Eckart-Theorem und Lie-Gruppen, die für ein umfassendes Verständnis der Kernphysik, Quantenoptik und fortgeschrittenen Festkörperphysik notwendig sind. In den Ergänzungen zu den zehn Kapiteln vertieft und erweitert der Autor die zuvor dargestellten grundlegenden Konzepte. Ausführlich erklärte Beispiele und Diskussionen begleiten die schrittweise physikalische und mathematische Argumentation. Weitere wesentliche Inhalte: Gründliche Einführung in Symmetrietransformationen, einschließlich fundamentaler Symmetrien, Symmetrien in der klassischen Mechanik und Symmetrien in der Quantenmechanik Umfassender Einstieg in die Gruppentheorie, einschließlich der allgemeinen Eigenschaften und linearen Darstellungen von Gruppen Anwendungsrelevante Diskussion kontinuierlicher Gruppen und Lie-Gruppen insbesondere SU(2) und SU(3) Vertiefte Behandlungen von Darstellungen, die im Zustandsraum induziert werden, einschließlich Diskussionen des Wigner-Theorems und der Transformationen von Observablen Das Buch ist ideal geeignet für Studierende der Physik, Mathematik und theoretischen Chemie sowie für Dozierende der Physik und Mathematik.Table of ContentsI Symmetrietransformationen 1 A Grundlegende Symmetrien 1 B Symmetrien in der klassischen Mechanik 5 c Symmetrien in der Quantenmechanik 25 A I Statistische Mechanik im Phasenraum 33 1 Euler-Darstellung 34 2 Lagrange-Darstellung 36 B I Satz von Noether in der Feldtheorie 41 1 Euler-Lagrange-Formalismus für Felder 41 2 Symmetrietransformation und erhaltener Strom 44 3 Verallgemeinerte Formulierung in der Raumzeit 45 4 Lokale Energieerhaltung 45 II Grundbegriffe Der Gruppentheorie 47 A Eigenschaften von Gruppen 47 B Darstellungen einer Gruppe 58 A II Zerlegungen von Gruppen 67 1 Nebenklassen 67 2 Faktor- oder Quotientengruppe 68 III Einführung in Lie-gruppen 71 A Allgemeine Eigenschaften 71 B Beispiele 88 c Galilei- und Poincaré-Gruppe 100 A III Adjungierte Darstellung und Casimir-Operator 111 1 Adjungierte Darstellung einer Lie-Algebra 111 2 Ein Skalarprodukt auf L : die Killing-Form 113 3 Vollständig antisymmetrisierte Strukturkonstanten 115 4 Konstruktion des Casimir-Operators 116 IV Darstellungen Von Gruppen in Der Quantenmechanik 117 A Physikalische Eigenschaften einer Transformation 119 B Der Satz von Wigner 120 c Transformation von Observablen 125 d Unitäre darstellungen auf einem Zustandsraum 127 E Phasenfaktoren und projektive Darstellungen 131 A IV Projektive Darstellungen Von Lie-gruppen – Satz Von Bargmann 137 1 Einfach zusammenhängende Gruppe 138 2 p-fach zusammenhängende Gruppe 140 B IV Der Satz Von Uhlhorn-wigner 143 1 Reeller Vektorraum 143 2 Komplexer Vektorraum 147 V Erzeugende Operatoren Der Galilei- Und Poincaré-gruppe 149 A Darstellungen im Zustandsraum 150 B Galilei-Gruppe 151 c Lorentz-Poincaré-Gruppe 165 A V Die Eigentliche Lorentz-gruppe 181 1 Beziehung zur Gruppe SL(2,C) 181 2 Kleine Gruppe eines Vierervektors 188 B V Die Spinoperatoren S und W 193 1 Spinoperator S 193 2 Der Pauli-Lubanski-Vektor 195 3 Spinquadrat in einem Unterraum mit beliebigem Viererimpuls 198 C V Die Bewegungs- Oder Euklidische Gruppe 201 1 Wiederholung der klassischen Eigenschaften 202 2 Operatoren auf dem Zustandsraum 211 D V Raumspiegelung (parität) 221 1 Wirkung im Ortsraum 221 2 Operator auf dem Zustandsraum 223 3 Erhaltung und Verletzung der Parität 225 VI Zustandsräume Und Wellengleichungen 229 A Galilei-Gruppe und Schrödinger-Gleichung 229 B Relativistische Wellengleichungen 242 A VI Relativistische Invarianz Der Dirac-gleichung Und Nichtrelativistischer Grenzfall 263 1 Lorentz-Transformation der Dirac-Spinoren 263 2 Nichtrelativistischer Grenzfall 266 B VI Endliche Lorentz-transformationen Und Dirac-zustandsraum 271 1 Geometrische Bewegungen 271 2 Lorentz-Transformationen 273 3 Zustandsraum und Observablen für die Dirac-Gleichung 276 C VI Lagrange-funktionen Und Erhaltungsgrößen 283 1 Notation und komplexe Felder 283 2 Schrödinger-Gleichung 284 3 Klein-Gordon-Gleichung 287 4 Dirac-Gleichung 289 5 Das Standardmodell der Elementarteilchen 292 VII Drehimpulse, Drehgruppe, Spinoren 297 A Elementare Theorie des Drehimpulses 297 B Transformation von Vektoren und Spinoren 304 c Irreduzible unitäre Darstellungen 314 d Addition von Drehimpulsen 323 A VII Die Su(2) Überlagert Die Drehgruppe Homomorph 331 1 Wirkung der SU(2) auf reelle Vektoren 331 2 Die Transformation ist eine Drehung 333 3 Homomorphismus zwischen SO(3) und SU(2) 334 4 Bezug zum Kapitel VII 336 B VII Kopplung Von Drei Drehimpulsen 339 1 Unterräume mit Gesamtdrehimpuls Null 339 2 3j-Symbole 341 3 6j-Symbole 343 VIII Transformation Von Observablen Unter Drehungen 347 A Vektorielle Operatoren 348 B Tensoroperatoren 353 c Der Satz von Wigner-Eckart 368 d Anwendungen 373 A VIII Elementare Eigenschaften von Tensoren 383 1 Vektoren 383 2 Tensoren 385 3 Produkt und Kontraktion 388 4 Symmetrische und antisymmetrische Tensoren 390 5 Zerlegung in irreduzible Tensoren 392 B VIII Irreduzible Zerlegung von Tensoren zweiter Ordnung 395 1 Tensorprodukt von zwei Vektoroperatoren 395 2 Irreduzible Komponenten in der Cartesischen Basis 397 C VIII Multipolmomente 401 1 Elektrische Multipole 402 2 Magnetische Multipole 412 3 Multipolmomente von Systemen mit Drehimpuls J 417 D VIII Zerlegung Einer Dichtematrix in Irreduzible Tensoren 423 1 Liouville-Raum 423 2 Transformation unter Drehungen 425 3 Eine Basis irreduzibler Operatoren 426 4 Drehsymmetrie und Zeitentwicklung 428 IX Interne Symmetrien 433 A Systeme von Teilchen mit interner Symmetrie 434 B Die Isospin-Symmetrie 448 c Flavour-Symmetrie und die Gruppe SU(3) 454 A IX Symmetrisieren Von Gleichwertigen Teilchen 477 1 Fermionen 478 2 Bosonen 482 3 Vollständig (anti)symmetrisierte Zustände 482 4 Äquivalenz zwischen zwei Vielteilchensystemen 483 X Gebrochene Symmetrie 487 A Ferromagnetismus 488 B Weitere Beispiele 493 A Zeitumkehr 501 A In der klassischen Mechanik 502 B Antilineare Operatoren 505 c Quantenmechanischer Zeitumkehroperator 512 d Explizite Konstruktion von Operatoren für Zeitumkehr 518 E Anwendungen 521 Literaturverzeichnis 529 Sach- und Namenverzeichnis 535

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Book SynopsisSupraleitung Seit mehr als 50 Jahren das maßgebliche deutschsprachige Lehrbuch zur Supraleitung Supraleitung, also das Verschwinden des elektrischen Widerstands in Materialien unterhalb einer kritischen Temperatur, ist längst kein Kuriosum mehr, sondern ein Phänomen, das zahlreiche Anwendungen gefunden hat, etwa zur Erzeugung und Detektion von Magnetfeldern, in der Sensorik (SQUIDs), zur zerstörungsfreien Materialprüfung, in Energietransport und -umwandlung und in der magnetischen Energiespeicherung. Die achte Auflage des Standard-Lehrbuchs zur Supraleitung folgt dem bewährten Ansatz, das physikalische Phänomen der Supraleitung in seinen zahlreichen Facetten möglichst anschaulich und ohne allzu viel mathematischen Ballast zu erklären. Ausgehend von einem Überblick über die wichtigsten, zum Verständnis benötigen quantenmechanischen Grundlagen behandelt das Buch die unterschiedlichen Supraleiter-Materialklassen, etwa die metallischen Supraleiter, Kuprate und Eisen

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Book SynopsisEinführung in die Kern- und Elementarteilchenphysik Integrierte Darstellung von Kern- und Elementarteilchenphysik mit neuen Erkenntnissen zur elektroschwachen Wechselwirkung, zum Higgs-Boson und zu Quark-Gluon-Plasmen Kern- und Elementarteilchenphysik wird an deutschen Universitäten im zweiten oder dritten Studienjahr im Rahmen der Kursvorlesung Experimentalphysik oder als Wahlpflichtfach angeboten. Inhaltlich im Mittelpunkt stehen die Eigenschaften und Wechselwirkungen der Bestandteile von Atomkernen wie Neutronen und Protonen und den noch kleineren Elementarteilchen wie Quarks und anderen Teilchen, die im sogenannten Standardmodell zusammengefasst sind. Einführung in die Kern- und Elementarteilchenphysik beschreibt die Grundlagen der Kern- und Elementarteilchenphysik einheitlich, da viele Phänomene und Methoden in beiden Bereichen eine wichtige Rolle spielen. Der Inhalt umfasst alle wichtigen Themengebiete, von den theoretischen und konzeptionellen Gru

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Book SynopsisThis self-contained textbook brings together many different branches of physics--e.g. nuclear physics, solid state physics, particle physics, hydrodynamics, relativity--to analyze compact objects. The latest astronomical data is assessed. Over 250 exercises.

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Book SynopsisSuchen Sie einen leichten Einstieg in die fortgeschrittenen Bereiche der Physik? »Physik II für Dummies« hilft Ihnen, Elektrizität und Magnetismus zu verstehen. Außerdem erklärt Ihnen Steven Holzner, was Sie über Schall und Licht, Brechung, Interferenz und Reflektion wissen sollten. Auch in diesem Band kommen Mechanik und Wärmelehre nicht zu kurz und der Autor gibt Ihnen zu Beginn des Buches einen Crashkurs in den Grundlagen der Physik. So sind Sie mit diesem Buch bestens gerüstet, wenn es bei der Physik mal ein bisschen mehr sein soll.Table of ContentsÜber den Autor 7 Widmung 7 Danksagung 7 Über die Übersetzer 7 Einleitung 19 Über dieses Buch 19 Schreibweisen in diesem Buch 20 Was Sie nicht unbedingt lesen müssen 20 Voraussetzungen 20 Der Aufbau dieses Buches 21 Teil I: Grundlagen der Physik 21 Teil II: Arbeit hält warm: Mechanik und Wärmelehre 21 Teil III: Feldarbeit: Elektrizität und Magnetismus 21 Teil IV: Wellenreiten: Licht und Schall 21 Teil V: Moderne Physik 22 Teil VI: Der Top-Ten-Teil 22 Symbole in diesem Buch 22 Nun kann es losgehen! 22 Teil I Grundlagen der Physik 23 Kapitel 1 Die Welt verstehen: Physik II, die Fortsetzung 25 Mechanik und Wärmelehre 25 Elektrizität und Magnetismus 25 Elektrische Ladungen und elektrische Felder 26 Einen Schritt weiter: der Magnetismus 26 Wechselstromkreise: Wechselspiel zwischen elektrischen und magnetischen Feldern 27 Das ist die perfekte Welle 27 Alles über Schallwellen 28 Die Natur des Lichts 28 Spielen mit Licht: Reflexion und Brechung 29 Bilderzeugung: Linsen und Spiegel 29 Interferenz: wenn Licht mit Licht wechselwirkt 30 Die moderne Physik: ein weit verzweigtes Feld 31 Die Schwarzkörperstrahlung: Wärme bedeutet Helligkeit 31 Die Relativitätstheorie: natürlich gilt E = mc2 31 Identitätsprobleme: der Welle-Teilchen-Dualismus 32 Das αβγ der Strahlung 32 Kapitel 2 Startvorbereitungen 33 Mathematik und Messungen: Überblick über die grundlegenden Kenntnisse 33 Die Maßsysteme MKS und CGS 33 Einheiten umrechnen 34 Vereinfachung durch Exponentialschreibweise 37 Auffrischung der Algebra-Kenntnisse 38 Verwendung der Trigonometrie 38 Beschränkung auf signifikante Stellen 40 Auffrischung Ihrer Physik-Kenntnisse 41 Mit Vektoren den Weg weisen 41 Bewegung: Geschwindigkeit und Beschleunigung 42 Zwang ausüben: eine Frage der Kraft 43 Karussell fahren: die Kreisbewegung 43 Strömende Elektronen: Schaltkreise 45 Teil II Arbeit hält warm: Mechanik und Wärmelehre 47 Kapitel 3 Mechanik 49 Bewegung pur: Kinematik 49 Geradeaus: Translationsbewegungen 50 Immer dasselbe: Energie- und Impulserhaltungssatz 51 Beispiel: Stöße 52 Kreisverkehr: Kreisbewegungen 54 Auf die Kraft kommt es an: Dynamik 59 Arbeit und weitere Größen 63 Drehbewegungen 67 Vergleich von Translation und Rotation 73 Kapitel 4 Manche mögen’s heiß: Wärmelehre 75 Brauchen wir dicke Pullover? Temperatur und Wärme 75 Temperaturmessung 75 Volumen und Längenausdehnung 77 36 Grad und es wird noch heißer: Wärme und Wärmemengen 80 Whiskey on the Rocks: Phasenübergänge 81 Gut Versteckt: latente Wärme 82 Langsam warm werden: Wärmetransport 83 Grundlagen des Wärmetransports 83 Vorsicht: der Griff ist heiß! Die Wärmeleitung 84 Nur heiße Luft: die Konvektion 86 Die Sonne spüren: Strahlung 86 Nichts als heiße Luft: Thermodynamik von Gasen 86 Nicht gerade wenig: Avogadrozahl 87 Ideal: das Gasgesetz 87 Ganz schön schnell: Energie und Geschwindigkeit von Gasmolekülen 90 Die vier Hauptsätze der Thermodynamik 92 Null, aber wichtig: der »nullte« Hauptsatz 92 Der 1. Hauptsatz 92 Der 2. Hauptsatz 98 Der 3. Hauptsatz 100 Teil III Feldarbeit: Elektrizität und Magnetismus 103 Kapitel 5 Ganz schön geladen: die Elektrizität 105 Elektrische Ladungen 105 Nichts geht verloren: Ladung bleibt erhalten 105 Messung elektrischer Ladung 106 Gegensätze ziehen sich an: abstoßende und anziehende Kräfte 106 Ganz schön geladen 108 Statische Elektrizität: Aufbau überschüssiger Ladung 108 Auflademethoden 109 Eine Frage des Materials: Leiter und Isolatoren 111 Das Coulomb’sche Gesetz: die Berechnung der Kräfte zwischen Ladungen 111 Elektrische Felder: eine Einführung 112 Geladene Flächen: Grundlegendes über Felder 112 Elektrische Felder von geladenen Körpern 114 Gleichmäßige elektrische Felder: der Parallel-Platten-Kondensator 115 Abschirmung: das elektrische Feld innerhalb von Leitern 117 Spannung: das Potential erkennen 118 Die Grundlagen elektrischer Potentiale 119 Arbeit aufwenden, um Ladungen zu bewegen 120 Berechnung des elektrischen Potentials von Ladungen 121 Äquipotentialflächen von Punktladungen und geladenen Flächen 122 Gespeicherte Ladung: Kondensatoren und Dielektrika 124 Die gespeicherte Ladung eines Kondensators 124 Zusätzliche Kapazität durch Dielektrika 124 Berechnung der Energie von Kondensatoren mit Dielektrika 125 Kapitel 6 Magnetismus ist anziehend 127 Alles über Magnetismus: die Verbindung zwischen Magnetismus und Elektrizität 127 Elektronenschleifen: Permanentmagnete und magnetische Materialien 128 Von Norden nach Süden oder von Pol zu Pol 129 Die Definition des magnetischen Feldes 131 Sie müssen sich schon bewegen: magnetische Kräfte auf Ladungen 132 Die Größe der magnetischen Kraft 132 Die Rechte-Hand-Regel 133 Pure Faulheit: Magnetfelder vermeiden Arbeit 134 Im Kreis herum: geladene Teilchen in Magnetfeldern 134 Magnetische Kräfte auf elektrische Ströme 139 Von der Geschwindigkeit zum Strom: Strom in die Formel für die magnetische Kraft bringen 139 Das Drehmoment: in Elektromotoren Strom den Dreh geben 141 Zurück zur Quelle: Erzeugung von Magnetfeldern durch elektrischen Strom 143 Erzeugung eines Magnetfeldes durch einen Leitungsdraht 144 In das Zentrum rücken: Magnetfelder von Stromschleifen 146 Schleifen aneinanderreihen: die Erzeugung von gleichmäßigen Feldern durch Zylinderspulen 148 Kapitel 7 Wechselströme und Wechselspannungen 151 Wechselstromkreise und Widerstände 151 Das Ohm’sche Gesetz für Wechselspannung 152 Durchschnittlich: der quadratische Mittelwert von Strom und Spannung 153 In Phase: die Verbindung von Widerständen und Wechselspannungsquellen 154 Wechselspannung und Kondensatoren: Speicherung von Ladung im elektrischen Feld 155 Der Blindwiderstand 156 Nicht in Phase: der Strom eilt der Spannung voraus 157 Erhaltung der Leistung 159 Wechselspannung und Induktionsspulen: im magnetischen Feld Energie speichern 159 Das Faraday’sche Gesetz: das Prinzip der Induktion 160 Der induktive Widerstand 164 Hintendran: der Strom eilt der Spannung nach 165 Wettrennen zwischen Strom und Spannung: die RLC-Reihenschaltung 166 Die Impedanz: das Verhältnis von Strom und Spannung bei Bauelementen 167 Nacheilen oder Vorauseilen: die Größe der Phasenverschiebung 170 Das ist Spitze: Berechnung des maximalen Stromes in einer RLC-Reihenschaltung 172 Den Blindwiderstand ausschalten 172 Bestimmung der Resonanzfrequenz 173 Halbleiter und Dioden 174 Dotierung von Halbleitern 174 Teil IV Wellenreiten: Licht und Schall 175 Kapitel 8 Erforschung der Wellen 177 Wellen: Transport von Energie 177 Auf und ab: Transversalwellen 178 Vorwärts und wieder zurück: Longitudinalwellen 179 Eigenschaften von Wellen: so arbeitet eine Welle 179 Bestandteile einer Welle 179 Mathematische Beschreibung einer Welle 181 Den Sinus betrachten: graphische Darstellung von Wellen 183 Wenn Wellen zusammenstoßen: das Verhalten von Wellen 186 Kapitel 9 Hören Sie sich das an 187 Schwingen, um gehört zu werden: Schallwellen als Schwingungen 187 Die Lautstärke vergrößern: Druck, Kraft und Intensität 189 Unter Druck: Messung der Amplitude von Schallwellen 190 Die Intensität des Schalls 191 Berechnung der Schallgeschwindigkeit 193 Schnell: die Schallgeschwindigkeit in Gasen 194 Schneller: die Schallgeschwindigkeit in Flüssigkeiten 196 Am schnellsten: die Schallgeschwindigkeit in Festkörpern 197 Das Verhalten von Schallwellen 198 Ein Echo zurückwerfen: Reflexion von Schallwellen 199 Im selben Raum: die Interferenz von Schallwellen 200 Die Beugung von Schallwellen 208 Kommen und Gehen mit dem Doppler-Effekt 209 Die Schallgrenze durchbrechen: Druckwellen 211 Kapitel 10 Es werde Licht: wenn sich Elektrizität und Magnetismus vereinen 215 Es werde Licht: Erzeugung und Empfang von Wellen 215 Erzeugung eines elektrischen Wechselfeldes 215 Ein entsprechendes magnetisches Wechselfeld hinzufügen 217 Der Empfang von Radiowellen 219 Den Regenbogen betrachten: das elektromagnetische Spektrum 221 Das elektromagnetische Spektrum unter der Lupe 221 Frequenz und Wellenlänge des Lichts 222 Unschlagbar: die Spitzengeschwindigkeit des Lichts 223 Das erste erfolgreiche Experiment zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit 224 Die theoretische Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit 226 Die Energiedichte von Licht 228 Bestimmung der momentanen Energie 228 Die durchschnittliche Energiedichte des Lichts 231 Kapitel 11 Brechung und Linsen 233 Mit Strahlen geht es einfacher 233 Die Verlangsamung des Lichts: der Brechungsindex 235 Berechnung der Verlangsamung 235 Die Ablenkung berechnen: das Snellius‘sche Brechungsgesetz 236 Der Regenbogen: Wellenlängen trennen 238 Lichtbrechung und Reflexion nach innen 239 Es kommt wieder zurück: die Totalreflexion 240 Polarisiertes Licht: es wird teilweise reflektiert 242 Linsen erzeugen Bilder 244 Gegenstände und Bilder 245 Im Brennpunkt: Sammel- und Zerstreuungslinsen 245 Darstellung von Strahlengängen 248 Mathematische Beschreibung von Abbildung und Vergrößerung 251 Die Linsengleichung 252 Die Gleichung für die Vergrößerung 254 Stärkere Vergrößerung durch die Kombination von Linsen 256 Mikroskope und Fernrohre 257 Winkelvergrößerung 259 Kapitel 12 Der Schein fällt zurück: Reflexion und Spiegel 261 Reflexion an ebenen Spiegeln 261 Bestimmung der Winkel 262 Erzeugung von Bildern durch ebene Spiegel 262 Die Größe eines Spiegels 264 Gekrümmte Spiegel 266 Der Hohlspiegel 267 Kleiner und kleiner: konvexe Spiegel 270 Zusammenfassung in Zahlen: Gleichungen zur Beschreibung sphärischer Spiegel 272 Die Spiegelgleichung 272 Größer oder kleiner: die Vergrößerung 274 Kapitel 13 Licht und Schatten: Interferenz und Beugung 277 Wenn Wellen zusammentreffen: die Interferenz von Licht 277 Wellen in Phase: konstruktive Interferenz 278 Es wird dunkel: destruktive Interferenz 280 Interferenz: Erzeugung von kohärentem Licht 282 Der Doppelspalt 282 Benzintropfen in einer Pfütze: Interferenzen an dünnen Schichten 286 Beugung am Einzelspalt: Interferenz von Elementarwellen 290 Das Huygens’sche Prinzip: die Beugung am Spalt 290 Die Streifen im Beugungsmuster 292 Berechnung eines Beugungsmusters 294 Viele Spalte: das Beugungsgitter 295 Trennung der Farben anhand von Beugungsgittern 295 Beugung am Gitter: ein Beispiel 296 Sehen Sie klar: Auflösungsvermögen und Beugung an einem Loch 297 Teil V Moderne Physik 301 Kapitel 14 Hören Sie auf Einstein: die spezielle Relativitätstheorie 303 Los geht’s: Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie 304 Betrachten Sie Ihren Ausgangspunkt: Bezugssysteme 304 Die Postulate der speziellen Relativitätstheorie 306 Die spezielle Relativitätstheorie 307 Die Zeit verlangsamen: Zeitdilatation 308 Die Länge verkürzen: Längenkontraktion 313 Der Impuls nahe der Lichtgeschwindigkeit 316 Es ist soweit: E = mc2 318 Die Ruheenergie: die Energie, die auf der Masse beruht 318 Die kinetische Energie eines Körpers 320 Die potentielle Energie übergehen 322 Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit addieren 323 Kapitel 15 Energie und Materie: sowohl Wellen als auch Teilchen 325 Die Strahlung schwarzer Körper: Entdeckung der Teilchennatur des Lichts 325 Die Aufregung um die Schwarzkörperstrahlung 326 Diskret werden: das Planck’sche Wirkungsquantum 327 Lichtpakete: Fortschritt durch den photoelektrischen Effekt 327 Die Erklärung des photoelektrischen Effekts 328 Einstein als Retter: die Einführung der Photonen 329 Die kinetische Energie der Elektronen 330 Der sofortige Austritt der Elektronen 331 Ein Zahlenbeispiel zum photoelektrischen Effekt 332 Zusammenstöße: Überprüfung der Teilchennatur des Lichts anhand des Compton-Effekts 333 Die De-Broglie-Wellenlänge: Beobachtung der Wellennatur der Materie 336 Interferierende Elektronen: Bestätigung von de Broglies Vorschlag 336 Berechnung der Wellenlänge verschiedener Teilchen 337 Keine Gewissheit: die Heisenberg’sche Unschärferelation 339 Die Unschärfe bei der Elektronenbeugung 339 Herleitung der Unschärferelation 339 Berechnung von Unschärfen 342 Kapitel 16 Feine Details: die Struktur der Atome 345 Beschreibung der Atome: das Planeten-Modell 345 Die Rutherford-Streuung: die Entdeckung des Atomkerns durch die Streuung von Alpha-Teilchen 346 Zusammenstürzende Atome: Infragestellung des Rutherford’schen Planetenmodells 347 Antwort auf die Infragestellung: diskret werden mit Linienspektren 347 Überarbeitung des Planetenmodells des Wasserstoffatoms: das Bohr’sche Modell 350 Berechnung der erlaubten Elektronenenergien 352 Berechnung der erlaubten Radien 353 Bestimmung der Rydberg-Konstante anhand des Linienspektrums von Wasserstoff 355 Darstellung im Energieniveauschema 356 Begründung für die Quantisierung: De Broglie überdenkt das Bohr’sche Modell 357 Die Elektronenkonfiguration: die Quantenphysik und das Atom 358 Die vier Quantenzahlen 358 Zahlenverarbeitung: die Anzahl der Quantenzustände 360 Mehrelektronenatome: das Pauli-Prinzip 362 Kurzschreibweise der Elektronenkonfiguration 364 Kapitel 17 Kernphysik und Radioaktivität 367 Die Struktur des Atomkerns 367 Die Rolle der Chemie: Ordnungszahl und Massenzahl 368 Anzahl der Neutronen: Isotope eines Elementes 369 Ach, wie klein: das Volumen und der Radius des Atomkerns 370 Berechnung der Dichte des Kerns 371 Die starke Wechselwirkung: Sie hält die Kerne zusammen 371 Die abstoßende Kraft zwischen den Protonen 372 Die starke Wechselwirkung 372 Bestimmung der Bindungsenergie des Kerns 373 Von α bis γ: die verschiedenen Arten des radioaktiven Zerfalls 375 Freisetzung von Helium: der Alpha-Zerfall 376 Gewinnung von Protonen: der Beta-Zerfall 377 Emission von Photonen: der Gamma-Zerfall 378 Griff zum Geiger-Zähler: die Halbwertszeit und radioaktiver Zerfall 379 Die Halbwertszeit 380 Zerfallsraten: Aktivität eines Stoffes 381 Teil VI Der Top-Ten Teil 383 Kapitel 18 Zehn Experimente, die die Welt verändert haben 385 Michelsons Messung der Lichtgeschwindigkeit 385 Das Doppelspaltexperiment von Young: Licht ist eine Welle 386 Der photoelektrische Effekt 386 Die Entdeckung von Materiewellen durch Davisson und Germer 387 Röntgenstrahlen 387 Marie Curie und die Radioaktivität 387 Rutherfords Entdeckung des Atomkerns 388 Der Stern-Gerlach-Versuch 388 Das Atomzeitalter: der erste Atommeiler 388 Bestätigung der speziellen Relativitätstheorie 389 Kapitel 19 Zehn Online-Rechner 391 Vektor-Rechnung 391 Zentripetalbeschleunigung einer Kreisbewegung 391 Die in einem Kondensator gespeicherte Energie 392 Elektrische Resonanzfrequenz 392 Kapazitiver Blindwiderstand 392 Induktiver Blindwiderstand 393 Umrechnung von Frequenz und Wellenlänge 393 Längenkontraktion 393 Der relativistische Faktor 393 Berechnung von Halbwertszeiten 394 Stichwortverzeichnis 395

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Book SynopsisMüssen Sie sich mit Thermodynamik beschäftigen, fürchten sich aber davor und wissen nicht genau, wo und wie Sie anfangen sollen? Dann ist dies das richtige Buch für Sie. Zuerst werden Stoffeigenschaften der Materie verständlich vermittelt. Dann folgen das Energieprinzip, die berühmten Hauptsätze, das Spezialwissen und die Anwendungen. Anschauliche Beispiele aus der Praxis mit vollständigen Lösungen erweitern Ihr Verständnis. Die dort vorgestellten Lösungsstrategien sind universal und befähigen Sie, auch andere Aufgaben zu lösen. Dieses Buch wird Sie der Thermodynamik näherbringen und Ihre Sicht auf das Fach positiv verändern.Table of ContentsEinführung 19 Teil I: Die exakten Grundlagen 25 Kapitel 1: Warum ist die Thermodynamik wichtig 27 Kapitel 2: Betrachtung der Materie mit Feldgrößen 37 Kapitel 3: Makroskopische Betrachtung der Materie 83 Teil II: Stoffgesetze und ihre praktische Anwendung 117 Kapitel 4: Zustandsgleichungen der idealen Gase 119 Kapitel 5: Reale Gase 145 Kapitel 6: In der Nähe des absoluten Nullpunkts 161 Teil III: Energieprinzip, Hauptsätze und Entropie 177 Kapitel 7: Arbeit und Wärme ist Energie 179 Kapitel 8: Energieprinzip und totale Differentiale 187 Kapitel 9: Der erste Hauptsatz für offene Systeme 207 Kapitel 10: Der erste Hauptsatz für geschlossene Systeme 235 Kapitel 11: Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 249 Kapitel 12: Dritter und nullter Hauptsatz der Thermodynamik 279 Teil IV: Thermodynamische Kreisprozesse 285 Kapitel 13: Grundlagen der Kreisprozesse 287 Kapitel 14: Rechtsläufige Kreisprozesse 297 Kapitel 15: Linksläufige Kreisprozesse 329 Teil V: Wasser und Wasserdampf 343 Kapitel 16: Wasser und Wasserdampf 345 Kapitel 17: Dampfprozesse 373 Teil VI: Chemische Thermodynamik 383 Kapitel 18: Verbrennungsreaktionen 385 Kapitel 19: Erster Hauptsatz für chemisch reagierende Substanzen 399 Kapitel 20: Entropiefunktionen und der zweite Hauptsatz für chemische Reaktionen 411 Teil VII: Der Top-Ten-Teil 435 Kapitel 21: Zehn wichtige Gleichungen 437 Kapitel 22: Zehn Energiebetrachtungen 443 Stichwortverzeichnis 453

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Book SynopsisAlles ist Physik und natürlich müssen sich angehende Ingenieure damit beschäftigen. Die Physik fällt Ihnen schwer? Ihnen fehlen die mathematischen Grundlagen? Keine Panik! Dieses Buch wird Ihnen helfen. Es enthält alles, was Sie über Mechanik, Thermodynamik, Elektrizität, Magnetismus, Optik, Atom-, Kern- und Festkörperphysik wissen sollten, um im Studium zu bestehen - und die mathematischen Grundlagen dazu. Schritt für Schritt hilft Ihnen dieses Buch über die mathematischen und physikalischen Hürden. Da Ihnen zahlreiche Beispiele vorgerechnet werden, werden Sie sich in der Welt der Physik bald immer sicherer fühlen.Table of ContentsÜber den Autor 7 Danksagung 7 Einleitung 19 Über dieses Buch 19 Konventionen in diesem Buch 19 Törichte Annahmen über die Leser 19 Wie dieses Buch aufgebaut ist 20 Teil I: Mechanik 20 Teil II: Thermodynamik 20 Teil III: Elektrizitätslehre und Magnetismus 20 Teil IV: Optik 20 Teil V: Atomphysik 21 Teil VI: Kernphysik 21 Teil VII: Festkörperphysik 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 Größen und Einheiten 25 Welche Einheit hat die Größe 26 Rechnenmit Skalaren 27 Mit Vektoren rechnen 28 Addition von Vektoren 29 Zerlegung von Vektoren 30 Länge 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 Kräfte Schaffen Bewegung 51 Bewegungen – gerade und im Kreis 51 Wie schnell darf es sein? 51 Alles dreht sich im Kreis 53 Vektoren können Kreisbewegungen beschreiben 55 Bewegung im Schwerefeld 56 Newton und Kepler waren genial 58 Das newtonsche Gravitationsgesetz 59 Keplers Gesetze 60 Kräfte 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 müssen 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 Erhaltungssätze 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 Ungedämpfte Schwingungen 93 Pendel als Prototyp für Schwingungen 93 Anfangsbedingungen sind manchmal mühsam 100 Wenn das Pendelmal weit ausschlägt 103 Gedämpfte Schwingung berechnen 104 Schwingungen können auch erzwungen werden 108 Inhaltsverzeichnis 13 Kapitel 6 Wellen schlagen .115 Die Wellengleichung macht‘s 115 Wellenmachen sich breit 117 Wenn Wellen sich überlagern 122 Konstruktiv oder destruktiv 122 Stehende Wellen 123 Wellen reisen in Gruppen 124 Fourier 126 Kapitel 7 Alles ist relativ .129 Transformationen machen fit 129 Schneller geht’s nicht 131 Gleichzeitigkeit geht verloren 134 Länge, Geschwindigkeit, Masse und Energie 135 Längen verkürzen 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 Moleküls 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 Zustände ändern sich 155 in idealen Gasen 155 Temperaturveränderungen 156 Isochoren: gleiche Volumina – keine Arbeit 157 Isothermen: die Temperatur verändert sich nicht 158 Adiabatische Prozesse 159 Isobarer Prozess: der Druck bleibt konstant 160 und in realen Gasen 161 Wärmekapazität: je kleiner desto wärmer 163 Kapitel 10 Unordnung nimmt von selber zu 167 Entropie als thermodynamische Größe 167 Entropie als statistische Größe 171 Mit Enthalpie Gase verschieben 173 Kapitel 11 Aus Wärme Kraft erzeugen .177 Der Otto-Motor läuft rund 177 Der Carnot-Prozess ist optimal 179 Der Stirling-Motor ohne interne Verbrennung 186 Kapitel 12 Flüssigkeiten in Bewegung 191 Druckveränderung durch Schwerkraft 191 Statische Flüssigkeiten 191 Schweredruck in Gasen 194 Sich gemeinsam fortbewegen: Viskosität und Strömungen 195 Brownsche Bewegung in Flüssigkeiten 195 Strömende Flüssigkeiten 198 Strömungen mit Reibung 200 Strömungen mit höherer Geschwindigkeit 205 TEIL III ELEKTRIZITäTSLEHRE 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 Ströme .233 Ströme panda rei (alles fließt) 233 Kirchhoffsche Gesetze 237 Auf- und Entladen von Kondensatoren 242 Kapitel 15 Magnetfelder und Ströme .247 Magnetfelder 247 im Vakuum 247 und in Materie 249 Ströme erzeugen Magnetfelder 251 Ampèresches Durchflutungsgesetz 253 Kräfte zwischen Strömen 255 Leiterschaukel 255 Biot–Savartsches Gesetz 257 Magnetfelder erzeugen Ströme 258 Wechselspannung und Wechselströme. 261 Ohmsches Gesetz bei Wechselspannungen 262 Der LC Schwingkreis 264 Kapitel 16 Elektromagnetismus .267 Elektrische undmagnetische Felder 267 Ein Transformator für 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 Atomen 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 Röntgenstrahlen durchsehen 346 Klein aber fein: die Mikrosonde 348 Kapitel 23 Quantenmechanik 351 Und wieder die Frage: Welle oder Teilchen? 352 Wellenpakete und Unschärferelation 353 Schrödingergleichung: die Königsklasse 357 Elektronen im Wasserstoffatom 362 Die Bedeutung der Quantenzahlen l und ml 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 hält ein Kern zusammen? 381 Ein Kern wiegt zu wenig 383 Kapitel 25 Plötzlich 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 Zerfälle zählen 404 TEIL VII FESTKÖRPERPHYSIK .407 Kapitel 27 Atome in Festkörpern .409 Alles hat seine Ordnung 409 Ungeordnete Festkörper 411 Einkristalle und Einheitszellen 412 Basis mit nur einem Atom 414 Basis mit mehr als einem Atom 418 Strukturbestimmungmit Röntgenstrahlung 418 Konstruktive Interferenzen mit der Bragg-Bedingung 420 Auswahlregeln bei der Röntgenstreuung 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 Festkörper 437 So tun als ob es nur Elektronen gäbe 437 Jedes Elektron hat einen Zustand für sich 439 Gefangene Elektronen 443 Elektronen spüren die Atome 444 Elektronen bewegen sich 447 Elektrischer Widerstand 447 Kapitel 30 Halbleiter sind keine halben Leiter 455 Löcher: das Gegenteil von Elektronen 455 Direkt oder indirekt 456 Zu Gast beim Halbleiter 458 Dotierte Halbleiter werden aufgewärmt 462 Alle wollenmobil sein 467 Der p–n Übergang 468 Mit Spannung wird’s spannend 471 Kapitel 31 p–n Übergang in der Praxis .475 Diode – Einbahnstraße für Ströme 475 Sonnenlicht in Strom verwandeln 477 Transistor: elektronischer Schalter für Ströme 480 Eine »umgekehrte« Solarzelle 483 Kohärentes Licht aus Dioden: Halbleiterlaser 485 TEIL VIII DER TOP-TEN-TEIL .489 Kapitel 32 Zehn Ratschläge um Spaß an der Physik zu haben .491 Studieren geht über Probieren 491 Nur das Experiment zählt 491 Selber experimentieren 491 Applets: mit dem Internet arbeiten 491 Experimentieren von zuhause aus 492 Einblick in die theoretische Physik 492 Bücherwürmer 492 Physik vertiefen 492 In andere Dimensionen gehen 492 Für den Kaminsessel 493 Spickzettel 495 Stichwortverzeichnis 497

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