Immer mehr deutsche Hochschulen folgen dem amerikanischen Vorbild und bieten Einführungskurse zur Modernen Physik an. Diese Kurse vermitteln die spannenden Erkenntnisse der Physik der letzten 100 Jahre, die zu bahnbrechenden Veränderungen geführt haben.Das Standardwerk zu diesen Kursen ist "Modern Physics" von Paul A. Tipler, Autor des berühmten Werkes "Physik", und Ralph A. Llewellyn. Die Autoren zeigen, dass man ein tief gehendes Verständnis der Modernen Physik vermitteln kann, ohne einen schwerfälligen mathematischen Apparat bemühen zu müssen. Mit über 500 Abbildungen, Zitaten berühmter Physiker sowie mit ca. 700 sorgfältig ausgewählten Übungsaufgaben und über das Internet zugänglichen Ergänzungen wurde "Modern Physics" in den USA zu einem der beliebtesten Lehrbücher zu diesem Thema. (Verlagsinformation)
/ AUS DEM INHALT: / / /
I Relativitätstheorie und Quantenmechanik: Die Grundlagen der modernen Physik 1
1 Relativitätstheorie I 3
1.1 Die experimentellen Grundlagen der Relativitätstheorie 4
1.2 Die Einstein'schen Postulate 13
1.3 Die Lorentz-Transformation 21
1.4 Zeitdilatation und Längenkontraktion 34
1.5 Der Doppler-Effekt 49
1.6 Das Zwillings-Paradoxon und andere Überraschungen 54
Zusammenfassung 66
2 Relativitätstheorie II 79
2.1 Der relativistische Impuls 80
2.2 Die relativistische Energie 86
2.3 Die Umwandlung von Masse in Energie und die Bindungsenergie 99
2.4 Die invariante Masse 103
2.5 Allgemeine Relativitätstheorie 120
Zusammenfassung 135
3 Die Quantelung von Ladung, Licht und Energie 145
3.1 Die Quantelung der elektrischen Ladung 145
3.2 Die Strahlung des schwarzen Körpers 150
3.3 Der photoelektrische Effekt 160
3.4 Röntgenstrahlen und Compton-Effekt 167
Zusammenfassung 176
4 Frühe Atommodelle 185
4.1 Atomspektren 187
4.2 Das Rutherford'sche Atommodell 189
4.3 Das Bohr'sche Modell des Wasserstoffatoms 201
4.4 Röntgenspektren 214
4.5 Der Versuch von Franck und Hertz 220
Zusammenfassung 225
5 Die Welleneigenschaften von Teilchen 237
5.1 Die de-Broglie-Hypothese 237
5.2 Wellenlängen von Teilchen 239
5.3 Wellenpakete 253
5.4 Die Wahrscheinlichkeitsinterpretation der Wellenfunktion 260
5.5 Die Unschärferelation 264
5.6 Einige Folgen der Unschärferelation 267
5.7 Der Welle-Teilchen-Dualismus 272
Zusammenfassung 273
6 Die Schrödingergleichung 283
6.1 Die eindimensionale Schrödingergleichung 284
6.2 Das Teilchen im Kastenpotenzial mit unendlich hohen Wänden 292
6.3 Das Teilchen im Kastenpotenzial mit endlich hohen Wänden 303
6.4 Erwartungswerte und Operatoren 308
6.5 Der einfache harmonische Oszillator 312
6.6 Reflexion und Transmission von Wellen 318
Zusammenfassung 331
7 Atomphysik 341
7.1 Die dreidimensionale Schrödingergleichung 341
7.2 Die Quantelung des Drehimpulses und der Energie im Wasserstoffatom 345
7.3 Die Wasserstoff-Wellenfunktionen 354
7.4 Der Elektronenspin 359
7.5 Der Gesamtdrehimpuls und der Spin-Bahn-Effekt 367
7.6 Die Schrödingergleichung für zwei (oder mehr) Teilchen 373
7.7 Die Grundzustände der Atome: Das Periodensystem der Elemente 375
7.8 Angeregte Zustände und Atomspektren 381
7.9 Der Zeeman-Effekt 384
Zusammenfassung 393
8 Statistische Physik 405
8.1 Klassische Statistik: Ein Überblick 406
8.2 Quantenstatistik 422
8.3 Die Bose-Einstein-Kondensation 430
8.4 Photonengas und Oszillatoren: Anwendungen der Bose-Einstein-Statistik 443
8.5 Die Eigenschaften eines Fermionengases 452
Zusammenfassung 459
II Anwendungen 467
9 Molekülstruktur und Molekülspektren 469
9.1 Die ionische Bindung 470
9.2 Die kovalente Bindung 476
9.3 Andere Bindungsmechanismen 494
9.4 Energieniveaus und Spektren zweiatomiger Moleküle 499
9.5 Streuung, Absorption und induzierte Emission 511
9.6 Laser und Maser 518
Zusammenfassung 529
10 Festkörperphysik 541
10.1 Die Struktur von Festkörpern 541
10.2 Die klassische Theorie der elektrischen Leitung 553
10.3 Das Elektronengasmodell 557
10.4 Die Quantentheorie der Leitfähigkeit 563
10.5 Magnetismus in Festkörpern 568
10.6 Die Bändertheorie der Festkörper 572
10.7 Dotierte Halbleiter 581
10.8 Halbleiterübergänge und Halbleiterbauelemente 589
10.9 Supraleitung 597
Zusammenfassung 611
11 Kernphysik 623
11.1 Der Aufbau des Atomkerns 625
11.2 Eigenschaften von Kernen im Grundzustand 626
11.3 Radioaktivität 642
11.4 Alpha-, Beta- und Gammazerfall 645
11.5 Die Kernkraft 659
11.6 Das Schalenmodell 668
11.7 Kernreaktionen 673
11.8 Kernspaltung und Kernfusion 684
11.9 Anwendungen 698
Zusammenfassung 714
12 Teilchenphysik 731
12.1 Grundlegende Konzepte 732
12.2 Die fundamentalen Wechselwirkungen und ihre Vermittlerteilchen 743
12.3 Erhaltungssätze und Symmetrien 756
12.4 Das Standardmodell 769
12.5 Jenseits des Standardmodells 786
Zusammenfassung 793
13 Astrophysik und Kosmologie 805
13.1 Die Sonne 805
13.2 Die Sterne 819
13.3 Die Entwicklung der Sterne 831
13.4 Kataklysmen 837
13.5 Endzustände der Sterne 841
13.6 Galaxien 848
13.7 Kosmologie und Gravitation 860
13.8 Kosmologie und die Evolution des Universums 862
Zusammenfassung 877
Anhang A 887
Isotope, Halbwertszeiten und Zerfallswege 887
Anhang B 903
B.l Wahrscheinlichkeitsintegrale 903
B.2 Binomische Reihen und Potenzreihen 905
B.3 Elementarzellen der Kristallgitter 906
Anhang C 909
Elektronenkonfiguration der Elemente 909
Anhang D 913
Physikalische Konstanten 913
Anhang E 919
Nobelpreise für Physik 919
Lösungen ausgewählter Aufgaben 931
Register 939