Physik
Lehr- und Übungsbuch
3. Auflage
Erschienen am 28. Juli 2019
1640 Seiten
978-3-86326-569-4 (ISBN)
Beschreibung
Physik gilt nach wie vor als wichtigste Grundlage für eine ganze Reihe von Wissenschaften von den Natur- über die Technik- bis zu den Ingenieurwissenschaften. Der
Giancoli ist langjährig in der Lehre erprobt und bietet die gesamte Fülle von den klassischen bis zu den modernen Themen der Physik in einem Band. Die komplett farbige Ausstattung des Lehrwerks erleichtert das Verständnis der zahlreichen Abbildungen und Fotografien. Jedes Kapitel bietet neben vielen durchgerechneten Beispielen, zusätzlichen Aufgaben und Lösungen eine verständliche Zusammenfassung des jeweiligen Fachgebiets. Auf der zum Buch gehörenden Website befinden sich die kompletten Lösungswege zu fast über 3000 Aufgaben aus dem Buch.Zudem wurden für das Selbststudium und zur Vertiefung Verknüpfungen zu weiteren Aufgaben aus den Tutorien zur Physik (978-3-8273-7322-9) eingepflegt.
ÜBER DEN AUTOR:
DOUGLAS C. GIANCOLI lehrt Physik an der University of California, Berkeley.
ÜBER DIE FACHLEKTOREN:
Prof. Dr. OLIVER EIBL, Universität Tübingen;
Prof. Dr. JÖRG IHRINGER, Universität Tübingen;
Prof. Dr. ULRICH BEHN, Universität Leipzig
Weitere Details
Weitere Ausgaben
Inhalt
- Physik
- Inhaltsübersicht
- Inhaltsverzeichnis
- Vorwort
- Allgemeiner Ansatz
- Struktur
- Moderne Didaktik
- Zusatzmaterialien im Web
- Vorwort zur deutschen Ausgabe
- Einführung, Messungen, Abschätzungen
- 1. Einführung, Messungen, Abschätzungen
- 1.1 Das Wesen der Wissenschaft
- 1.2 Modelle, Theorien und Gesetze
- 1.3 Messungen und Messfehler
- signifikante Stellen
- 1.4 Einheiten, Standards und das SI-System
- 1.5 Umrechnungseinheiten
- 1.6 Größenordnung: Schnelle Abschätzung
- 1.7 Einheiten und Einheitenüberprüfung
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 1.3
- Aufgaben zu 1.4 und 1.5
- Aufgaben zu 1.6
- Aufgaben zu 1.7
- Allgemeine Aufgaben
- Beschreibung von Bewegungen - Kinematik in einer Raumrichtung
- 2. Beschreibung von Bewegungen - Kinematik in einer Raumrichtung
- 2.1 Bezugssystem und Weg
- 2.2 Durchschnittsgeschwindigkeit
- 2.3 Momentangeschwindigkeit
- 2.4 Beschleunigung
- 2.5 Bewegung bei konstanter Beschleunigung
- 2.6 Problemlösungen
- 2.7 Der freie Fall
- 2.8 Einsatz der Integralrechnung
- Ungleichförmige Beschleunigung
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 2.1 bis 2.3
- Aufgaben zu 2.4
- Aufgaben zu 2.5 und 2.6
- Aufgaben zu 2.7
- Aufgaben zu 2.8
- Allgemeine Aufgaben
- Kinematik in zwei Raumrichtungen
- Vektoren
- 3. Kinematik in zwei Raumrichtungen
- Vektoren
- 3.1 Vektoren und Skalare
- 3.2 Vektoraddition - Grafische Methoden
- 3.3 Subtraktion von Vektoren und Multiplikation eines Vektors mit einem Skalar
- 3.4 Vektoraddition in Komponentenschreibweise
- 3.5 Einheitsvektoren
- 3.6 Bewegung in zwei und drei Raumrichtungen
- 3.7 Wurfbewegung
- 3.8 Lösung von Aufgaben mit Wurfbewegungen
- 3.9 Gleichförmige Kreisbewegung
- 3.10 Relativgeschwindigkeit
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 3.1 bis 3.5
- Aufgaben zu 3.6
- Aufgaben zu 3.7 und 3.8
- Aufgaben zu 3.9
- Aufgaben zu 3.10
- Allgemeine Aufgaben
- Dynamik: Die Newton'schen Axiome
- 4. Dynamik: Die Newton'schen Axiome
- 4.1 Kraft
- 4.2 Das erste Newton'sche Axiom
- 4.3 Masse
- 4.4 Das zweite Newton'sche Axiom
- 4.5 Das dritte Newton'sche Axiom
- 4.6 Gewicht - Die Gravitationskraft
- 4.7 Das Lösen von Aufgaben mit den Newton'schen Axiomen: Kräfteparallelogramme
- 4.8 Problemlösung - Allgemeine Herangehensweise
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 4.4 bis 4.6
- Aufgaben zu 4.7
- Allgemeine Aufgaben
- Weitere Anwendungen der Newton'schen Axiome
- 5. Weitere Anwendungen der Newton'schen Axiome
- 5.1 Anwendungen der Newton'schen Axiome - Reibung
- Reibungszahlena
- 5.2 Dynamik der gleichförmigen Kreisbewegung
- 5.3 Erhöhte und nicht erhöhte Straßenkurven
- 5.4 Ungleichförmige Kreisbewegung
- 5.5 Geschwindigkeitsabhängige Kräfte
- Endgeschwindigkeit
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 5.1
- Aufgaben zu 5.2 und 5.3
- Aufgaben zu 5.4
- Aufgaben zu 5.5
- Allgemeine Aufgaben
- Gravitation und das Newton'sche Gravitationsgesetz
- 6. Gravitation und das Newton'sche Gravitationsgesetz
- 6.1 Das Newton'sche Gravitationsgesetz
- 6.2 Vektorielle Form des Newton'schen Gravitationsgesetzes
- 6.3 Gravitation in der Nähe der Erdoberfläche - Geophysikalische Anwendungen
- 6.4 Satelliten und "Schwerelosigkeit"
- 6.5 Kepler'sche Gesetze und Newton'sches Gravitationsgesetz
- 6.6 Gravitationsfeld
- 6.7 Fundamentale Wechselwirkungen
- 6.8 Schwere Masse - Träge Masse - Äquivalenzprinzip
- 6.9 Gravitation als Raumkrümmung - Schwarze Löcher
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 6.1 bis 6.3
- Aufgaben zu 6.4
- Aufgaben zu 6.5
- Aufgaben zu 6.6
- Allgemeine Aufgaben
- Arbeit und Energie
- 7. Arbeit und Energie
- 7.1 Durch eine konstante Kraft verrichtete Arbeit
- 7.2 Skalarprodukt zweier Vektoren
- 7.3 Durch eine veränderliche Kraft verrichtete Arbeit
- 7.4 Arbeit und Kinetische Energie
- 7.5 Kinetische Energie bei sehr hohen Geschwindigkeiten
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 7.1
- Aufgaben zu 7.2
- Aufgaben zu 7.3
- Aufgaben zu 7.4
- Aufgaben zu 7.5
- Allgemeine Aufgaben
- Energieerhaltung
- 8. Energieerhaltung
- 8.1 Konservative und nichtkonservative Kräfte
- 8.2 Potentielle Energie
- 8.3 Mechanische Energie und ihre Erhaltung
- 8.4 Anwendungen des Energieerhaltungssatzes der Mechanik
- 8.5 Der Energieerhaltungssatz
- 8.6 Energieerhaltung mit dissipativen Kräften - Problemlösungen
- 8.7 Potentielle Energie und Fluchtgeschwindigkeit
- 8.8 Leistung
- 8.9 Potentielle Energie - Stabiles und labiles Gleichgewicht
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 8.1 und 8.2
- Aufgaben zu 8.3 und 8.4
- Aufgaben zu 8.5 und 8.6
- Aufgaben zu 8.7
- Aufgaben zu 8.8
- Aufgaben zu 8.9
- Allgemeine Aufgaben
- Impuls und Stöße
- 9. Impuls und Stöße
- 9.1 Impuls und seine Beziehung zur Kraft
- 9.2 Impulserhaltung
- 9.3 Stöße und Kraftstoß
- 9.4 Energieund Impulserhaltung bei Stößen
- 9.5 Elastische Stöße in einer Raumrichtung
- 9.6 Inelastische Stöße
- 9.7 Stöße in zwei oder drei Raumrichtungen
- 9.8 Massenmittelpunkt
- 9.9 Massenmittelpunkt und Translationsbewegung
- 9.10 Systeme mit veränderlicher Masse
- Raketenantrieb
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 9.1
- Aufgaben zu 9.2
- Aufgaben zu 9.3
- Aufgaben zu 9.4 und 9.5
- Aufgaben zu 9.6
- Aufgaben zu 9.7
- Aufgaben zu 9.8
- Aufgaben zu 9.9
- Aufgaben zu 9.10
- Allgemeine Aufgaben
- Drehbewegung um eine feste Achse
- 10. Drehbewegung um eine feste Achse
- 10.1 Winkelgrößen
- 10.2 Bewegungsgleichungen für gleichförmig beschleunigte Drehbewegungen
- 10.3 Rollbewegung (ohne Gleiten)
- 10.4 Vektorielle Beschaffenheit von Winkelgrößen
- 10.5 Drehmoment
- 10.6 Drehdynamik
- Drehmoment und Trägheitsmoment
- 10.7 Problemlösungen für drehdynamische Aufgabenstellungen
- 10.8 Bestimmung von Trägheitsmomenten
- 10.9 Drehimpuls und Drehimpulserhaltung
- 10.10 Kinetische Energie der Drehbewegung
- 10.11 Drehbewegung plus Translationsbewegung - Rollbewegung
- 10.12 Warum wird eine rollende Kugel langsamer?
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 10.1 bis 10.3
- Aufgaben zu 10.4
- Aufgaben zu 10.5
- Aufgaben zu 10.6 und 10.7
- Aufgaben zu 10.8
- Aufgaben zu 10.9
- Aufgaben zu 10.10
- Aufgaben zu 10.11
- Aufgaben zu 10.12
- Allgemeine Aufgaben
- Allgemeine Drehbewegung
- 11. Allgemeine Drehbewegung
- 11.1 Vektorprodukt (Kreuzprodukt)
- 11.2 Der Drehmomentvektor
- 11.3 Drehimpuls eines Massenpunktes
- 11.4 Drehimpuls und Drehmoment eines Systems
- Allgemeine Bewegung
- 11.5 Drehimpuls und Drehmoment eines starren Körpers
- 11.6 Dynamisches Ungleichgewicht
- 11.7 Drehimpulserhaltung
- 11.8 Der Kreisel
- 11.9 Rotierende Bezugssysteme
- Trägheitskräfte
- 11.10 Die Corioliskraft
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 11.1
- Aufgaben zu 11.2
- Aufgaben zu 11.3
- Aufgaben zu 11.4 und 11.5
- Aufgaben zu 11.6
- Aufgaben zu 11.7
- Aufgaben zu 11.8
- Aufgaben zu 11.9
- Aufgaben zu 11.10
- Allgemeine Aufgaben
- Statisches Gleichgewicht
- Elastizität und Bruch
- 12. Statisches Gleichgewicht
- Elastizität und Bruch
- 12.1 Statik - Untersuchung von Kräften im Gleichgewicht
- 12.2 Gleichgewichtsbedingungen
- 12.3 Aufgabenstellungen in der Statik - Lösungen
- 12.4 Stabilität und Gleichgewichtslage
- 12.5 Elastizität und Elastizitätsmodule - Spannung und Dehnung
- 12.6 Bruch
- 12.7 Fachwerke und Brücken
- 12.8 Bögen und Kuppeln
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 12.1 bis 12.3
- Aufgaben zu 12.5
- Aufgaben zu 12.6
- Aufgaben zu 12.7
- Aufgaben zu 12.8
- Allgemeine Aufgaben
- Fluide: Gase und Flüssigkeiten
- 13. Fluide: Gase und Flüssigkeiten
- 13.1 Dichte und relative Dichte
- 13.2 Druck in Fluiden
- 13.3 Atmosphärendruck und Manometerdruck
- 13.4 Pascal'sches Prinzip
- 13.5 Messgeräte für die Druckmessung
- 13.6 Auftrieb und Archimedisches Prinzip
- 13.7 Fluide in Bewegung - Massenstrom und Kontinuitätsgleichung
- 13.8 Bernoulli'sche Gleichung
- 13.9 Anwendungen des Bernoulli'schen Gesetzes - von Torricelli zu Segelbooten, Tragflächen und dem Blutkreislauf
- 13.10 Viskosität
- 13.11 Strömung in Rohren - Poiseuille'sche Gleichung
- 13.12 Oberflächenspannung und Kapillarität
- 13.13 Pumpen und das Herz
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 13.1
- Aufgaben zu 13.2 bis 13.5
- Aufgaben zu 13.6
- Aufgaben zu 13.7 bis 13.9
- Aufgaben zu 13.10
- Aufgaben zu 13.11
- Aufgaben zu 13.12
- Allgemeine Aufgaben
- Schwingungen
- 14. Schwingungen
- 14.1 Schwingungen einer Feder
- 14.2 Harmonische Schwingung
- 14.3 Energie in einem harmonischen Oszillator
- 14.4 Zusammenhang zwischen harmonischer Schwingung und gleichförmiger Kreisbewegung
- 14.5 Das Fadenpendel
- 14.6 Das physikalische Pendel und das Torsionspendel
- 14.7 Gedämpfte harmonische Schwingung
- 14.8 Erzwungene Schwingungen und Resonanz
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 14.1 und 14.2
- Aufgaben zu 14.3
- Aufgaben zu 14.5
- Aufgaben zu 14.6
- Aufgaben zu 14.7
- Aufgaben zu 14.8
- Allgemeine Aufgaben
- Wellen und Wellenausbreitung
- 15. Wellen und Wellenausbreitung
- 15.1 Eigenschaften von Wellen
- 15.2 Wellenarten
- 15.3 Energietransport in Wellen
- 15.4 Mathematische Beschreibung der Wellenausbreitung
- 15.5 Die Wellengleichung
- 15.6 Das Superpositionsprinzip
- 15.7 Reflexion und Transmission
- 15.8 Interferenz
- 15.9 Stehende Wellen
- Resonanz
- 15.10 Brechung6
- 15.11 Beugung
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 15.1 und 15.2
- Aufgaben zu 15.3
- Aufgaben zu 15.4
- Aufgaben zu 15.5
- Aufgaben zu 15.7
- Aufgaben zu 15.8
- Aufgaben zu 15.9
- Aufgaben zu 15.10
- Allgemeine Aufgaben
- Schall
- 16. Schall
- 16.1 Schalleigenschaften
- °
- 16.2 Mathematische Darstellung longitudinaler Wellen
- 16.3 Intensität von Schall
- Dezibel
- 16.4 Schallquellen: Schwingende Saiten und Luftsäulen
- 16.5 Klangqualität und Geräusche
- 16.6 Interferenz von Schallwellen
- Schwebungen
- 16.7 Doppler-Effekt
- 16.8 Mach-Wellen und Überschallknall
- 16.9 Anwendungen: Sonar, Ultraschall und Ultraschall-Abbildung
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 16.1
- Aufgaben zu 16.2
- Aufgaben zu 16.3
- Aufgaben zu 16.4
- Aufgaben zu 16.5
- Aufgaben zu 16.6
- Aufgaben zu 16.7
- Aufgaben zu 16.8
- Allgemeine Aufgaben
- Temperatur, Wärmeausdehnung und ideales Gasgesetz
- 17. Temperatur, Wärmeausdehnung und ideales Gasgesetz
- 17.1 Die Atomtheorie der Materie
- 17.2 Temperatur und Thermometer
- 17.3 Thermisches Gleichgewicht und der nullte Hauptsatz der Wärmelehre
- 17.4 Wärmeausdehnung
- °
- 17.5 Mechanische Spannungen aufgrund der Wärmeausdehnung
- 17.6 Die Gasgesetze und die absolute Temperatur
- 17.7 Das ideale Gasgesetz
- 17.8 Problemlösung mit dem idealen Gasgesetz
- 17.9 Ideales Gasgesetz und Avogadro-Konstante
- 17.10 Temperaturskala des idealen Gases - ein Standard
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 17.1
- Aufgaben zu 17.2
- Aufgaben zu 17.4
- Aufgaben zu 17.5
- Aufgaben zu 17.6
- Aufgaben zu 17.7 und 17.8
- Aufgaben zu 17.9
- Aufgaben zu 17.10
- Allgemeine Aufgaben
- Kinetische Gastheorie
- 18. Kinetische Gastheorie
- 18.1 Das ideale Gasgesetz und die molekulare Interpretation der Temperatur
- 18.2 Molekulare Geschwindigkeitsverteilung
- 18.3 Reale Gase und Phasenänderungen
- 18.4 Dampfdruck und Luftfeuchte
- 18.5 Van der Waals'sche Zustandsgleichung
- 18.6 Mittlere freie Weglänge
- 18.7 Diffusion
- 20°C, 1bar)
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 18.1
- Aufgaben zu 18.2
- Aufgaben zu 18.3
- Aufgaben zu 18.4
- Aufgaben zu 18.5
- Aufgaben zu 18.6
- Aufgaben zu 18.7
- Allgemeine Aufgaben
- Wärme und der erste Hauptsatz der Thermodynamik
- 19. Wärme und der erste Hauptsatz der Thermodynamik
- 19.1 Was genau ist Wärme?
- 19.2 Innere Energie
- 105 Pa
- 20°C,
- 19.3 Spezifische Wärmekapazität
- 19.4 Wärmemessung - Problemlösungen
- 19.5 Latente Wärme
- 19.6 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik
- 19.7 Anwendungen des ersten Hauptsatzes
- Arbeitsberechnung
- 19.8 Wärmekapazität für Gase und die Gleichverteilung der Energie
- 19.9 Adiabatische Expansion eines Gases
- 19.10 Wärmetransport: Wärmeleitung, Konvektion, Wärmestrahlung
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 19.1
- Aufgaben zu 19.3 und 19.4
- Aufgaben zu 19.5
- Aufgaben zu 19.6 und 19.7
- Aufgaben zu 19.8
- Aufgaben zu 19.9
- Aufgaben zu 19.10
- Allgemeine Aufgaben
- Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
- 20. Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
- 20.1 Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik - Einführung
- 20.2 Wärmekraftmaschinen
- 20.3 Reversible und irreversible Prozesse
- der Carnot-Prozess
- 20.4 Kältemaschinen, Klimaanlagen und Wärmepumpen
- 20.5 Entropie
- 20.6 Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
- 20.7 Aus Ordnung wird Unordnung
- 20.8 Energieverfügbarkeit
- Wärmetod
- 20.9 Statistische Interpretation der Entropie und des zweiten Hauptsatzes
- 20.10 Thermodynamische Temperaturskala
- absoluter Nullpunkt und der dritte Hauptsatz der Thermodynamik
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 20.2
- Aufgaben zu 20.3
- Aufgaben zu 20.4
- Aufgaben zu 20.5 und 20.6
- Aufgaben zu 20.8
- Aufgaben zu 20.9
- Allgemeine Aufgaben
- Elektrische Ladung und elektrisches Feld
- 21. Elektrische Ladung und elektrisches Feld
- 21.1 Statische Elektrizität
- elektrische Ladung und ihre Erhaltung
- 21.2 Elektrische Ladung im Atom
- 21.3 Isolatoren und metallische Leiter
- 21.4 Influenz
- das Elektrometer
- 21.5 Das Coulomb'sche Gesetz
- 21.6 Das elektrische Feld
- 21.7 Berechnungen des elektrischen Feldes kontinuierlicher Ladungsverteilungen
- 21.8 Feldlinien
- 21.9 Elektrische Felder und metallische Leiter
- 21.10 Bewegung einer Punktladung in einem elektrischen Feld
- 21.11 Elektrische Dipole
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 21.5
- Aufgaben zu 21.6 bis 21.8
- Aufgaben zu 21.10
- Aufgaben zu 21.11
- Allgemeine Aufgaben
- Das Gauß'sche Gesetz
- 22. Das Gauß'sche Gesetz
- 22.1 Der elektrische Fluss
- 22.2 Das Gauß'sche Gesetz
- 22.3 Anwendungen des Gauß'schen Gesetzes
- 22.4 Experimentelle Grundlagen des Gauß'schen und des Coulomb'schen Gesetzes
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 22.1
- Aufgaben zu 22.2
- Aufgaben zu 22.3
- Allgemeine Aufgaben
- Das elektrische Potential
- 23. Das elektrische Potential
- 23.1 Elektrisches Potential und Potentialdifferenz
- 23.2 Beziehung zwischen elektrischem Potential und elektrischem Feld
- 23.3 Das elektrische Potential einer Punktladung
- 23.4 Das Potential beliebiger Ladungsverteilungen
- 23.5 Äquipotentialflächen
- 23.6 Elektrische Dipole
- 23.7 Bestimmung von E aus
- E
- 23.8 Die elektrostatische potentielle Energie und das Elektronenvolt
- 23.9 Die Kathodenstrahlröhre: Fernseher, Computerbildschirm und Oszilloskop
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 23.1
- Aufgaben zu 23.2
- Aufgaben zu 23.3
- Aufgaben zu 23.4
- Aufgaben zu 23.5
- Aufgaben zu 23.6
- Aufgaben zu 23.7
- Aufgaben zu 23.8
- Aufgaben zu 23.9
- Allgemeine Aufgaben
- Kapazität, Dielektrika und elektrische Energiespeicher
- 24. Kapazität, Dielektrika und elektrische Energiespeicher
- 24.1 Kondensatoren
- 24.2 Bestimmung der Kapazität
- 24.3 Kondensatoren in Reihenund Parallelschaltungen
- 24.4 Speicherung elektrischer Energie
- 24.5 Dielektrika
- 24.6 Molekulare Beschreibung von Dielektrika
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 24.1
- Aufgaben zu 24.2
- Aufgaben zu 24.3
- Aufgaben zu 24.4
- Aufgaben zu 24.5
- Aufgaben zu 24.6
- Allgemeine Aufgaben
- Elektrische Ströme und der elektrische Widerstand
- 25. Elektrische Ströme und der elektrische Widerstand
- 25.1 Die elektrische Batterie
- 25.2 Der elektrische Strom
- 25.3 Widerstände und das Ohm'sche Gesetz
- 25.4 Der spezifische elektrische Widerstand
- 25.5 Die elektrische Leistung
- 25.6 Die elektrische Leistung in Haushaltsstromkreisen
- 25.7 Wechselstrom
- 25.8 Mikroskopische Beschreibung des elektrischen Stroms: Stromdichte und Driftgeschwindigkeit
- 25.9 Supraleitung
- 25.10 Gefährdungen durch Elektrizität
- Kriechströme
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 25.2 und 25.3
- Aufgaben zu 25.4
- Aufgaben zu 25.5 und 25.6
- Aufgaben zu 25.7
- Aufgaben zu 25.8
- Allgemeine Aufgaben
- Gleichstromkreise
- 26. Gleichstromkreise
- 26.1 Quellenspannung und Klemmenspannung
- 26.2 Widerstände in Reihenund Parallelschaltung
- 26.3 Die Kirchhoff'schen Regeln
- 26.4 Schaltkreise mit Widerstand und Kondensator (RC-Schaltkreise)
- 26.5 Gleichstrom-Amperemeter und Voltmeter
- 26.6 Wandler und Thermoelemente
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 26.1
- Aufgaben zu 26.2
- Aufgaben zu 26.3
- Aufgaben zu 26.4
- Aufgaben zu 26.5
- Aufgaben zu 26.6
- Allgemeine Aufgaben
- Magnetismus
- 27. Magnetismus
- 27.1 Magnete und Magnetfelder
- 27.2 Elektrische Ströme erzeugen Magnetfelder
- 27.3 Die Kraft auf einen elektrischen Strom im Magnetfeld
- Definition von B
- 27.4 Die Kraft auf eine bewegte elektrische Ladung in einem Magnetfeld: Lorentz-Kraft
- 27.5 Das auf eine Leiterschleife wirkende Drehmoment und das magnetische Dipolmoment
- 27.6 Anwendungen: Galvanometer, Motoren und Lautsprecher
- 27.7 Das Elektron: Entdeckung und Eigenschaften
- 27.8 Der Hall-Effekt
- 27.9 Massenspektrometer
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 27.3
- Aufgaben zu 27.4
- Aufgaben zu 27.5
- Aufgaben zu 27.6
- Aufgaben zu 27.7
- Aufgaben zu 27.8
- Aufgaben zu 27.9
- Allgemeine Aufgaben
- Erzeugung von Magnetfeldern
- 28. Erzeugung von Magnetfeldern
- 28.1 Das Magnetfeld eines geraden Leiters
- B
- 28.2 Die Kraft zwischen zwei parallelen Drähten
- 28.3 Messvorschriften für das Ampere und das Coulomb
- 28.4 Das Ampère'sche Gesetz
- 28.5 Das Magnetfeld einer Spule und eines Toroids
- 28.6 Das Biot-Savart-Gesetz
- B
- 28.7 Magnetische Materialien - Ferromagnetismus
- 28.8 Elektromagneten und Spulen
- 28.9 Magnetfelder in magnetischen Materialien
- Hysterese
- 28.10 Paramagnetismus und Diamagnetismus
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 28.1 und 28.2
- Aufgaben zu 28.4 und 28.5
- Aufgaben zu 28.6
- Aufgaben zu 28.7
- Aufgaben zu 28.9
- Allgemeine Aufgaben
- Elektromagnetische Induktion und das Faraday'sche Gesetz
- 29. Elektromagnetische Induktion und das Faraday'sche Gesetz
- 29.1 Die Induktionsspannung
- 29.2 Das Faraday'sche Induktionsgesetz und die Lenz'sche Regel
- 29.3 Induktion einer Spannung in einem bewegten Leiter
- 29.4 Elektrische Generatoren
- 29.5 Gegenspannung und Gegendrehmoment
- Wirbelströme
- 29.6 Transformatoren und Stromübertragung
- 29.7 Ein sich ändernder magnetischer Fluss erzeugt ein Magnetfeld
- 29.8 Anwendungen des Induktionsgesetzes: Tonsysteme, Datenspeicher und Seismografen
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 29.1 und 29.2
- Aufgaben zu 29.3
- Aufgaben zu 29.4
- Aufgaben zu 29.5
- Aufgaben zu 29.6
- Aufgaben zu 29.7
- Allgemeine Aufgaben
- Induktivität und elektromagnetische Schwingungen
- 30. Induktivität und elektromagnetische Schwingungen
- 30.1 Gegeninduktivität
- 30.2 Selbstinduktivität
- 30.3 Energiespeicherung im Magnetfeld
- 30.4 LR-Stromkreise
- 30.5 LC-Stromkreise und elektromagnetische Oszillationen
- 30.6 LC-Stromkreis mit Widerstand (LRC-Stromkreis)
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 30.1
- Aufgaben zu 30.2
- Aufgaben zu 30.3
- Aufgaben zu 30.4
- Aufgaben zu 30.5
- Aufgaben zu 30.6
- Allgemeine Aufgaben
- Wechselstromkreise
- 31. Wechselstromkreise
- 31.1 Einleitung: Wechselstromkreise
- 31.2 Widerstand im Wechselstromkreis
- 31.3 Induktionsspule im Wechselstromkreis
- 31.4 Kondensator im Wechselstromkreis
- 31.5 LRC-Wechselstromkreise in Reihenschaltung
- 31.6 Resonanz im Wechselstromkreis
- 31.7 Impedanzanpassung
- 31.8 Drehstrom
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 31.1 bis 31.4
- Aufgaben zu 31.5
- Aufgaben zu 31.6
- Aufgaben zu 31.7
- Allgemeine Aufgaben
- Die Maxwell'schen Gleichungen und elektromagnetische Wellen
- 32. Die Maxwell'schen Gleichungen und elektromagnetische Wellen
- 32.1 Ein sich änderndes elektrisches Feld erzeugt ein Magnetfeld. Das Ampère'sche Gesetz und der Verschiebungsstrom
- 32.2 Das Gauß'sche Gesetz für den Magnetismus
- 32.3 Die Maxwell'schen Gleichungen
- 32.4 Erzeugung elektromagnetischer Wellen
- 32.5 Elektromagnetische Wellen, Ableitung ihrer Ausbreitungsgeschwindigkeit aus den Maxwell'schen Gleichungen
- 32.6 Licht als elektromagnetische Welle und das elektromagnetische Spektrum
- E
- B
- 32.7 Die Energie in elektromagnetischen Wellen und der Poynting-Vektor
- 32.8 Strahlungsdruck
- 32.9 Radio und Fernsehen
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 32.1
- Aufgaben zu 32.2
- Aufgaben zu 32.5
- Aufgaben zu 32.6
- Aufgaben zu 32.7
- Aufgaben zu 32.8
- Aufgaben zu 32.9
- Allgemeine Aufgaben
- Reflexion und Brechung
- 33. Reflexion und Brechung
- 33.1 Strahlenoptik
- 33.2 Lichtgeschwindigkeit und Brechungsindex
- 33.3 Reflexion
- Abbildung am ebenen Spiegel
- 33.4 Abbildung an sphärischen Spiegeln
- 33.5 Brechung: Das Snellius'sche Gesetz
- 33.6 Sichtbares Spektrum und Dispersion
- 33.7 Totalreflexion und Faseroptik
- 33.8 Brechung an einer sphärischen Oberfläche
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 33.2
- Aufgaben zu 33.3
- Aufgaben zu 33.4
- Aufgaben zu 33.5
- Aufgaben zu 33.6
- Aufgaben zu 33.7
- Aufgaben zu 33.8
- Allgemeine Aufgaben
- Linsen und optische Instrumente
- 34. Linsen und optische Instrumente
- 34.1 Dünne Linsen, Aufbau des Strahlenganges
- 34.2 Die Linsengleichung
- 34.3 Linsensysteme
- 34.4 Linsenmachergleichung
- 34.5 Kameras
- 34.6 Das menschliche Auge
- Korrekturlinsen
- 34.7 Vergrößerungsgläser
- 34.8 Fernrohre
- 34.9 Das Mikroskop
- 34.10 Abbildungsfehler von Linsen und Spiegeln
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 34.1 und 34.2
- Aufgaben zu 34.3
- Aufgaben zu 34.4
- Aufgaben zu 34.5
- Aufgaben zu 34.6
- Aufgaben zu 34.7
- Aufgaben zu 34.8
- Aufgaben zu 34.9
- Aufgaben zu 34.10
- Allgemeine Aufgaben
- Die Wellennatur des Lichts
- Interferenz
- 35. Die Wellennatur des Lichts
- Interferenz
- 35.1 Huygens-Prinzip und Beugung
- 35.2 Huygens-Prinzip und Brechungsgesetz
- 35.3 Interferenz - Das Young'sche Doppelspaltexperiment
- 35.4 Kohärenz
- 35.5 Die Intensität im Interferenzmuster des Doppelspalts
- 35.6 Interferenz in dünnen Schichten
- 35.7 Das Michelson-Interferometer
- 35.8 Die Lichtstärke
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 35.2 und 35.3
- Aufgaben zu 35.5
- Aufgaben zu 35.6
- Aufgaben zu 35.7
- Aufgaben zu 35.8
- Allgemeine Aufgaben
- Beugung und Polarisation
- 36. Beugung und Polarisation
- 36.1 Beugung am Einfachspalt
- 36.2 Intensität im Beugungsmuster des Einfachspalts
- 36.3 Beugung am Doppelspalt
- 36.4 Beschränkung der Auflösung
- kreisförmige Öffnungen
- 36.5 Auflösung von Teleskopen und Mikroskopen
- der
- Grenzfall
- 36.6 Auflösungsvermögen des menschlichen Auges und sinnvolle Vergrößerung
- 36.7 Beugungsgitter
- 36.8 Spektrometer und Spektroskopie
- 36.9 Linienbreite und Auflösungsvermögen eines Beugungsgitters
- 36.10 Röntgenstrahlen und Röntgenbeugung
- 36.11 Polarisation
- 36.12 Die Streuung des Lichts an der Atmosphäre
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 36.1
- Aufgaben zu 36.2
- Aufgaben zu 36.3
- Aufgaben zu 36.4 und 36.5
- Aufgaben zu 36.7
- Aufgaben zu 36.9
- Aufgaben zu 36.10
- Aufgaben zu 36.11
- Allgemeine Aufgaben
- Spezielle Relativitätstheorie
- 37. Spezielle Relativitätstheorie
- 37.1 Galilei-Newton'sches Relativitätsprinzip
- 37.2 Das Michelson-Morley-Experiment
- 37.3 Die Postulate der speziellen Relativitätstheorie
- 37.4 Gleichzeitigkeit
- 37.5 Zeitdilatation und das Zwillingsparadoxon
- 37.6 Längenkontraktion
- 37.7 Die vierdimensionale Raumzeit
- 37.8 Galileiund Lorentz-Transformationen
- 37.9 Relativistischer Impuls und relativistische Masse
- 37.10 Grenzgeschwindigkeit
- 37.11 Energie und Masse
- 37.12 Doppler-Verschiebung des Lichts
- 37.13 Die Auswirkungen der speziellen Relativitätstheorie
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 37.4 bis 37.6
- Aufgaben zu 37.8
- Aufgaben zu 37.9
- Aufgaben zu 37.11
- Aufgaben zu 37.12
- Allgemeine Aufgaben
- Frühe Quantentheorie und Atommodelle
- 38. Frühe Quantentheorie und Atommodelle
- 38.1 Die Planck'sche Quantenhypothese
- 38.2 Photonentheorie des Lichts und der photoelektrische Effekt
- 38.3 Photonen und der Compton-Effekt
- 38.4 Photonenwechselwirkungen
- Paarerzeugung
- 38.5 Welle-Teilchen-Dualismus
- das Komplementaritätsprinzip
- 38.6 Die Wellennatur der Materie
- 38.7 Elektronenmikroskope
- 38.8 Frühe Atommodelle
- 38.9 Atomspektren: Schlüssel zur Struktur des Atoms
- 38.10 Das Bohr'sche Atommodell
- 38.11 Die Anwendung der de Broglie'schen Hypothese auf Atome
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 38.1
- Aufgaben zu 38.2
- Aufgaben zu 38.3
- Aufgaben zu 38.4
- Aufgaben zu 38.6
- Aufgaben zu 38.7
- Aufgaben zu 38.9 und 38.10
- Allgemeine Aufgaben
- Quantenmechanik
- 39. Quantenmechanik
- 39.1 Die Quantenmechanik: Eine neue Theorie
- 39.2 Die Wellenfunktion und ihre Interpretation
- das Doppelspaltexperiment
- 39.3 Die Heisenberg'sche Unschärferelation
- 39.4 Philosophische Konsequenzen
- Wahrscheinlichkeit vs. Determinismus
- 39.5 Die Schrödingergleichung in einer Dimension - zeitunabhängige Form
- 39.6 Die zeitabhängige Schrödingergleichung
- 39.7 Freie Teilchen
- Ebene Wellen und Wellenpakete
- 39.8 Teilchen in einem unendlich tiefen Potentialtopf (einem festen Kasten)
- 39.9 Endlicher Potentialtopf
- 39.10 Tunneln durch eine Potentialbarriere
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 39.2
- Aufgaben zu 39.3
- Aufgaben zu 39.6
- Aufgaben zu 39.7
- Aufgaben zu 39.8
- Aufgaben zu 39.9
- Aufgaben zu 39.10
- Allgemeine Aufgaben
- Quantenmechanik von Atomen
- 40. Quantenmechanik von Atomen
- 40.1 Quantenmechanische Sicht auf Atome
- 40.2 Das Wasserstoffatom: Schrödingergleichung und Quantenzahlen
- 40.3 Die Wellenfunktionen des Wasserstoffatoms
- 40.4 Komplexe Atome
- das Pauli-Prinzip
- 40.5 Das Periodensystem der Elemente
- 40.6 Röntgenspektren und Ordnungszahl
- 40.7 Magnetische Dipolmomente
- Gesamtdrehimpuls
- 40.8 Fluoreszenz und Phosphoreszenz
- 40.9 Laser
- 40.10 Holographie
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 40.2
- Aufgaben zu 40.3
- Aufgaben zu 40.4 und 40.5
- Aufgaben zu 40.6
- Aufgaben zu 40.7
- Aufgaben zu 40.9
- Allgemeine Aufgaben
- Moleküle und Festkörper
- 41. Moleküle und Festkörper
- 41.1 Molekülbindungen
- 41.2 Potentielle Energie von Molekülen
- 41.3 Schwache (van-der-Waals)-Bindungen
- 41.4 Molekülspektren
- 41.5 Bindungen in Festkörpern
- 41.6 Elektronentheorie der Metalle
- 41.7 Das Energiebändermodell für Kristalle
- 41.8 Halbleiter und Dotierung
- 41.9 Halbleiterdioden
- 41.10 Transistoren und integrierte Schaltkreise
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 41.1 bis 41.3
- Aufgaben zu 41.4
- Aufgaben zu 41.5
- Aufgaben zu 41.6
- Aufgaben zu 41.7
- Aufgaben zu 41.8
- Aufgaben zu 41.9
- Aufgaben zu 41.10
- Allgemeine Aufgaben
- Kernphysik und Radioaktivität
- 42. Kernphysik und Radioaktivität
- 42.1 Struktur und Eigenschaften des Atomkerns
- 42.2 Bindungsenergie und Kernkräfte
- 42.3 Radioaktivität
- 42.4 Alphazerfall
- 42.5 Betazerfall
- 42.6 Gammazerfall
- 42.7 Erhaltung der Nukleonenzahl und weitere Erhaltungssätze
- 42.8 Halbwertszeit und Zerfallsrate
- 42.9 Zerfallsreihen
- 42.10 Die Radiokarbonmethode
- 42.11 Strahlungsmessung
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 42.1
- Aufgaben zu 42.2
- Aufgaben zu 42.3 bis 42.7
- Aufgaben zu 42.8 bis 42.10
- Allgemeine Aufgaben
- Kernenergie
- Auswirkungen und Anwendungsmöglichkeiten der Strahlung
- 43. Kernenergie
- Auswirkungen und Anwendungsmöglichkeiten der Strahlung
- 43.1 Kernreaktionen und Transmutation von Elementen
- 43.2 Der Wirkungsquerschnitt
- 43.3 Kernspaltung
- Kernreaktoren
- 43.4 Fusion
- 43.5 Durchgang der Strahlung durch Materie
- Strahlungsschäden
- 43.6 Strahlungsmessung - Dosimetrie
- 43.7 Strahlentherapie
- 43.8 Indikatoren
- 43.9 Bildgebung durch Tomographie: Computertomographie (CT) und Positronen-Emissions-Tomographie (PET)
- 43.10 Kernspinresonanz (NMR) und bildgebende Kernspintomographie (MRI)
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 43.1
- Aufgaben zu 43.2
- Aufgaben zu 43.3
- Aufgaben zu 43.4
- Aufgaben zu 43.6
- Aufgaben zu 43.9
- Aufgaben zu 43.10
- Allgemeine Aufgaben
- Elementarteilchen
- 44. Elementarteilchen
- 44.1 Hochenergetische Teilchen
- 44.2 Teilchenbeschleuniger und Detektoren
- 44.3 Anfänge der Elementarteilchenphysik - Teilchenaustausch
- 44.4 Teilchen und Antiteilchen
- 44.5 Wechselwirkungen von Teilchen und Erhaltungssätze
- 44.6 Teilchenklassifikation
- 44.7 Stabilität von Teilchen und Resonanzen
- 44.8 Seltsame Teilchen
- 44.9 Quarks
- 44.10 Das "Standardmodell": Quantenchromodynamik (QCD) und die elektroschwache Theorie
- 44.11 Die große vereinheitlichte Theorie
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 44.1 und 44.3
- Aufgaben zu 44.3 und 44.6
- Aufgaben zu 44.7 und 44.11
- Allgemeine Aufgaben
- Astrophysik und Kosmologie
- 45. Astrophysik und Kosmologie
- 45.1 Sterne und Galaxien
- 45.2 Sternentwicklung: Die Geburt und der Tod von Sternen
- 45.3 Allgemeine Relativitätstheorie: Die Schwerkraft und die Krümmung des Raumes
- 45.4 Das expandierende Universum
- 45.5 Der Urknall und der kosmische Mikrowellenhintergrund
- 45.6 Das kosmologische Standardmodell: Die Frühgeschichte des Universums
- 45.7 Die Zukunft des Universums
- Verständnisfragen
- Aufgaben zu 45.1 und 45.2
- Aufgaben zu 45.3
- Aufgaben zu 45.4
- Aufgaben zu 45.5 und 45.7
- Allgemeine Aufgaben
- Anhang
- A Mathematische Formeln
- B Ableitungen und Integrale
- C Gravitationskraft und sphärische Masseverteilung
- D Ausgewählte Isotope
- E Lösungen zu den Aufgaben mit ungerader Nummerierung
- F Physikalische Größen: Verwendete Symbole und ihre Einheiten
- G Index
- Bildnachweis
- Fundamentalkonstanten
- Andere nützliche Angaben
- Das griechische Alphabet
- Einige Zahlenwerte
- Mathematische Zeichen und Symbole
- Umrechnungstabellen
- Abgeleitete SI-Einheiten und ihre Abkürzungen
- Metrische (SI) Vielfache
- Trigonometrische Tabelle
- Copyright
