
Physik für das Ingenieurstudium
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Content
- Intro
- Inhalt
- Vorwort
- 1 Einführung
- 1.1 Physikalische Größen und Gleichungen
- 1.2 Internationales Einheitensystem
- 1.2.1 Basisgrößen und Basiseinheiten des SI
- 1.2.2 Arbeiten mit Einheiten
- 1.3 Messgrößen und Messfehler
- 1.3.1 Messunsicherheiten
- 1.3.2 Messreihen
- 1.3.3 Fehlerfortpflanzung
- 1.3.4 Regression
- 2 Mechanik
- 2.1 Kinematik des Massepunktes
- 2.1.1 Bezugssysteme
- 2.1.2 Kinematische Größen
- 2.1.3 Freier Fall
- 2.1.4 Senkrechter Wurf
- 2.1.5 Waagerechter und schräger Wurf
- 2.1.6 Kreisbewegung
- 2.2 Dynamik des Massepunktes
- 2.2.1 Newton'sche Gesetze
- 2.2.2 Drehimpuls und Drehmoment
- 2.2.3 Gravitation und Planetenbewegung
- 2.2.4 Trägheitskräfte
- 2.2.5 Arbeit, Leistung und Energie
- 2.2.6 Erhaltungssätze der Mechanik
- 2.3 Stoßprozesse
- 2.3.1 Zentrale Stöße
- 2.3.2 Schiefe Stöße
- 2.4 Dynamik des starren Körpers
- 2.4.1 Translation und Rotation
- 2.4.2 Trägheitsmoment und Trägheitstensor
- 2.4.3 Kreiselbewegung
- 2.4.4 Gleichgewichtsbedingungen
- 2.4.5 Reibung
- 2.5 Grundlagen der Festigkeitslehre
- 2.5.1 Elastische Grundgrößen
- 2.5.2 Hooke'sches Gesetz
- 2.5.3 Biegung
- 2.5.4 Scherung
- 2.5.5 Torsion
- 3 Strömungsmechanik
- 3.1 Hydrostatik
- 3.1.1 Hydrostatischer Druck
- 3.1.2 Oberflächenspannung
- 3.1.3 Hydrostatischer Auftrieb
- 3.2 Hydrodynamik
- 3.2.1 Bernoulli-Gleichung
- 3.2.2 Strömungen mit innerer Reibung
- 3.2.3 Turbulente Strömungen
- 4 Schwingungen und?Wellen
- 4.1 Kinematik schwingender Körper
- 4.1.1 Die harmonische Schwingung
- 4.1.2 Superposition von zwei Schwingungen
- 4.1.3 Allgemeine periodische Schwingungen
- 4.1.4 Drehschwingung
- 4.2 Dynamik schwingender Körper
- 4.2.1 Der ungedämpfte harmonische Oszillator
- 4.2.2 Linear gedämpfte Schwingungen
- 4.2.3 Erzwungene Schwingungen
- 4.2.4 Schwingungen gekoppelter Oszillatoren
- 4.2.5 Schwingungen ausgedehnter Körper
- 4.3 Wellen
- 4.3.1 Grundlagen der Wellenausbreitung
- 4.3.2 Harmonische Wellen
- 4.3.3 Überlagerung von Wellen
- 4.3.4 Reflexion, Brechung und Beugung von Wellen
- 4.4 Grundlagen der physikalischen Akustik
- 4.4.1 Schallausbreitung
- 4.4.2 Ultraschall
- 4.4.3 Akustischer Doppler-Effekt
- 5 Thermodynamik
- 5.1 Thermodynamische Grundlagen
- 5.1.1 Temperatur und Temperaturmessung
- 5.1.2 Thermodynamische Zustandsgrößen
- 5.1.3 Thermische Ausdehnung von Festkörpern
- 5.2 Kinetische Gastheorie
- 5.2.1 Maxwell-Boltzmann-Verteilung
- 5.2.2 Verhalten des idealen Gases bei Volumen-, Druck- und?Temperaturänderung
- 5.2.3 Zustandsgleichung des idealen Gases
- 5.3 Hauptsätze der Thermodynamik
- 5.3.1 Wärme und Wärmekapazität
- 5.3.2 Erster Hauptsatz der Thermodynamik
- 5.3.3 Reversible und irreversible Zustandsänderungen
- 5.3.4 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik
- 5.3.5 Dritter Hauptsatz der Thermodynamik
- 5.4 Zustandsänderungen des idealen Gases
- 5.4.1 Isochore Zustandsänderung
- 5.4.2 Isobare Zustandsänderung
- 5.4.3 Isotherme Zustandsänderung
- 5.4.4 Adiabatische Zustandsänderung
- 5.4.5 Polytrope Zustandsänderung
- 5.5 Kreisprozesse
- 5.5.1 Wirkungsweise einer Wärmekraftmaschine
- 5.5.2 Kältemaschine und Wärmepumpe
- 5.5.3 Carnot-Kreisprozess
- 5.5.4 Otto-Kreisprozess
- 5.5.5 Diesel-Kreisprozess
- 5.5.6 Seiliger-Kreisprozess
- 5.5.7 Stirling-Kreisprozess
- 5.6 Reale Gase und Phasenübergänge
- 5.6.1 Die Van-der-Waals-Zustandsgleichung
- 5.6.2 Verflüssigung von realen Gasen
- 5.6.3 Phasenübergänge reiner Stoffe
- 5.7 Wärmetransportvorgänge
- 5.7.1 Wärmeströmung
- 5.7.2 Wärmeleitung
- 5.7.3 Wärmestrahlung
- 6 Elektrodynamik
- 6.1 Grundbausteine
- 6.2 Das statische elektrische Feld
- 6.2.1 Grunderscheinungen der Elektrostatik
- 6.2.2 Elektrische Feldgrößen
- 6.2.3 Kraftwirkungen im elektrostatischen Feld
- 6.2.4 Materie im elektrischen Feld
- 6.3 Das statische magnetische Feld
- 6.3.1 Grunderscheinungen der Magnetostatik
- 6.3.2 Magnetische Feldgrößen
- 6.3.3 Durchflutungsgesetz
- 6.3.4 Biot-Savart'sches Gesetz
- 6.3.5 Kraftwirkungen im statischen Magnetfeld
- 6.3.6 Materie im magnetostatischen Feld
- 6.4 Elektromagnetismus
- 6.4.1 Faraday'sches Induktionsgesetz
- 6.4.2 Induktionsvorgänge in bewegten Leitern
- 6.4.3 Selbstinduktion
- 6.4.4 Energie und Energiedichte des magnetischen Feldes
- 6.4.5 Maxwell'sche Gleichungen
- 6.5 Der Gleichstromkreis
- 6.5.1 Elektrische Spannung
- 6.5.2 Elektrischer Widerstand und Ohm'sches Gesetz
- 6.5.3 Elektrische Leistung und Energie
- 6.5.4 Kirchhoff'sche Gesetze
- 6.5.5 Schaltvorgänge im Gleichstromkreis
- 6.6 Der Wechselstromkreis
- 6.6.1 Grundlagen des Wechselstroms
- 6.6.2 Widerstände im Wechselstromkreis
- 6.6.3 Berechnungen von Wechselstromkreisen mit komplexen Zahlen
- 6.6.4 Leistung im Wechselstromkreis
- 6.6.5 Transformator
- 6.7 Elektromagnetische Schwingungen und?Wellen
- 6.7.1 Elektromagnetischer Schwingkreis
- 6.7.2 Freie elektromagnetische Wellen
- 6.7.3 Geführte elektromagnetische Wellen
- 6.8 Elektrische Leitung
- 6.8.1 Elektrische Leitung im Vakuum
- 6.8.2 Driftgeschwindigkeit und Beweglichkeit von Ladungsträgern
- 6.8.3 Elektrische Leitung in Gasen
- 6.8.4 Elektrische Leitung in Elektrolyten
- 7 Optik
- 7.1 Ausbreitung, Erzeugung und Nachweis von Licht
- 7.2 Strahlenoptik
- 7.2.1 Reflexion und Brechung an Grenzflächen
- 7.2.2 Spiegel
- 7.2.3 Prisma
- 7.2.4 Linsen und Linsensysteme
- 7.2.5 Optische Instrumente
- 7.3 Wellenoptik
- 7.3.1 Intensität bei Reflexion und Transmission
- 7.3.2 Polarisation des Lichtes
- 7.3.3 Interferenz des Lichtes
- 7.3.4 Beugung
- 7.4 Strahlungsphysikalische und?lichttechnische Größen
- 7.4.1 Radiometrische (strahlungsphysikalische) Größen
- 7.4.2 Photometrische (lichttechnische) Größen
- 8 Quantenphysik
- 8.1 Grundlagen der Quantenphysik
- 8.1.1 Hohlraumstrahlung und Planck'sches Strahlungsgesetz
- 8.1.2 Quanteneigenschaften der elektromagnetischen Strahlung
- 8.1.3 Welleneigenschaften der Materie: Materiewellen
- 8.1.4 Schrödinger-Gleichung und Wellenfunktion
- 8.1.5 Heisenberg'sche Unschärferelation
- 8.1.6 Quantenphysikalische Phänomene
- 8.2 Atomphysik
- 8.2.1 Bestandteile der Atome
- 8.2.2 Quantenphysik des Atoms
- 8.2.3 Das Wasserstoffatom und das Bohr'sche Atommodell
- 8.2.4 Aufbau der Atomhüllen der Elemente
- 8.2.5 Strahlungs- und Absorptionsprozesse
- 8.2.6 Moderne Anwendungen und Experimente der Atomphysik
- 8.3 Kernphysik
- 8.3.1 Der Atomkern
- 8.3.2 Kernmodelle
- 8.3.3 Radioaktivität
- 8.3.4 Zerfallsarten und Zerfallsreihen
- 8.3.5 Kernreaktionen
- 8.3.6 Wechselwirkung radioaktiver Strahlung mit Materie
- 8.3.7 Strahlungsmessung und Dosimetrie
- 8.3.8 Energiegewinnung
- 8.4 Elementarteilchenphysik
- 8.4.1 Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik
- 8.4.2 Teilchenbeschleuniger
- 9 Festkörperphysik
- 9.1 Aufbau von Festkörpern
- 9.1.1 Bindungen im Festkörper
- 9.1.2 Kristallgitter und Symmetrien
- 9.1.3 Fehlordnung in Kristallen
- 9.1.4 Festkörperoberflächen
- 9.1.5 Kristallwachstum
- 9.2 Thermische und elektronische Eigenschaften
- 9.2.1 Gitterschwingungen und Phononen
- 9.2.2 Bandstruktur der Elektronenenergie
- 9.2.3 Elektronen in Metallen
- 9.2.4 Elektronen in Halbleitern
- 9.2.5 Thermoelektrische Erscheinungen
- 9.2.6 Supraleitung
- 9.3 Physikalische Grundlagen der?Halbleiterelektronik
- 9.3.1 Halbleiter-Kontakte und -Schalter
- 9.3.2 Optoelektronische Bauelemente
- 9.3.3 Integrierte Schaltungen
- 9.4 Magnetismus in Festkörpern
- 9.4.1 Dia- und Paramagnetismus
- 9.4.2 Gekoppelte magnetische Momente
- 9.4.3 Spin und elektrische Leitung
- 10 Relativitätstheorie
- 10.1 Grundlagen der speziellen?Relativitätstheorie
- 10.1.1 Galilei-Transformation
- 10.1.2 Michelson-Morley-Experiment
- 10.1.3 Spezielles Relativitätsprinzip und Lorentz-Transformation
- 10.1.4 Relativistische Effekte
- 10.2 Grundlagen der allgemeinen?Relativitätstheorie
- 10.2.1 Einstein'sche Feldgleichungen
- 10.2.2 Experimentelle Tests
- Fundamentale Konstanten
- Einheiten
- Basisgrößen und -einheiten des SI
- Abgeleitete Einheiten
- Größen und ihre Einheiten
- Stichwortverzeichnis
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