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Endlich verständlich: Physik für alle - für Physiker wie für Nichtphysiker!

Der Astrophysiker Josef M. Gaßner und der Experimentalphysiker Jörn Müller erklären in ihrem Grundlagenwerk alle Highlights der Physik. Indem sie allgemein verständlich und anschaulich in die großen Theorien der Physik einführen, schlagen sie eine Brücke zwischen Populärwissenschaft und Fachpublikationen.

Die Lektüre ähnelt einer Bergwanderung, die sich über die vorgelagerten Hügel der Klassischen Mechanik und der Speziellen Relativitätstheorie empor hangelt zu den ersten Aussichtspunkten der Allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenmechanik. Vom Hauptkamm der Quantenfeldtheorien, dem Standardmodell mitsamt Higgsmechanismus geht es weiter hoch zur Eichtheorie, der Quantenschleifentheorie, der Supersymmetrie und den Stringtheorien.

Josef M. Gaßner und Jörn Müller verfolgen stets mit großer Leidenschaft ihre Mission, komplexe Zusammenhänge so anschaulich wie möglich zu erklären. Ihre Begeisterung für die Schönheit und Klarheit der Physik ist so ansteckend, dass sie einem die Scheu vor den großen Theorien und Modellen nimmt.

Mit einem Vorwort von Harald Lesch.

 

 

Aus dem Inhalt:

Vorwort Harald Lesch 11 // Prolog - Können wir die Welt verstehen? 15 // 1 Himmelsmechanik - Vom Mythos zum Logos 27 / 1.1 Scheibe von Nebra. / Wie erstellt man einen Kalender? 27 / 1.2 Aristoteles, Aristarch und Eratosthenes. / Welche Form hat unser Planet, und wie groß ist er? 31 // 2 Klassische Mechanik - auf den Schultern von Riesen 43 / 2.1 Kopernikus, Brahe und Kepler. / Alles dreht sich - aber um was eigentlich? 43 / 2.2 Galilei. Wie fallen Körper zu Boden? 54 / 2.3 Newton und Cavendish. / Wie wirkt Gravitation auf Massen? 70 / 2.4 Newton und seine geometrischen Beweise. / Es geht auch ohne höhere Mathematik 81 / 2.5 Romer. Wie schnell ist das Licht? 91 / 2.6 Potential und Lagrange-Punkte. / Wie spüren entfernte Körper die Gravitation? 95 / 2.7 Spektralanalyse - der kosmische Code. / Was sehen wir da draußen? Woraus besteht das alles? 113 / 2.8 Planck und Wien. / Wie messen wir Temperatur im Universum? 122 / 2.9 Leavitt und Chandrasekhar. / Wie weit sind Sterne und Galaxien von uns entfernt? 125 / 2.10 Prinzip der minimalen Wirkung. / Wie funktioniert die Welt? 134 // 3 Elektromagnetismus. / Eine Entdeckung wird die Welt verändern 149 // 4 Woraus besteht die Welt? Aus Atomen! 166 / 4.1 Gibt es wirklich Atome? / Wenn wir sie doch nicht sehen? 172 / 4.2 Woraus bestehen die Atome? Geht es noch kleiner? 179 / 4.3 Kann man Atome spalten? / Eine Frage erschüttert die Menschheit 181 // 5 Spezielle Relativitätstheorie / Wie addieren sich Geschwindigkeiten? 185 / 5.1 Bezugssysteme. Sieht die Welt für alle gleich aus? 185 / 5.2 Lichtgeschwindigkeit. / Gibt es ein Tempolimit im Universum? 188 / 5.3 Lorentzfaktor. / Was passiert bei sehr hohen Geschwindigkeiten? 189 / 5.4 Experimente und Beobachtungen. / Wie kann man die Spezielle Relativitätstheorie testen? 198 / 5.5 Zeitreisen. / Kann man in die Vergangenheit oder die Zukunft reisen? 200 / 5.6 E = m * c2. Wie viel wiegt Energie? 208 // 6 Allgemeine Relativitätstheorie. / Kann man die Gravitation geometrisch verstehen? 220 / 6.1 Äquivalenzprinzip. / Kann man Raum und Zeit krümmen? 220 / 6.2 Dimensionen. Was ist das, und wie viele davon gibt es? 232 / 6.3 Einsteinsche Feldgleichung. Was ist ein Tensor? 233 / 6.4 Zeitdilatation und Schwarzschildradius. / Wie verändern sich Raum und Zeit im Gravitationsfeld? 241 / 6.5 Schwarzschildmetrik. / Was passiert am Ereignishorizont Schwarzer Löcher? 252 / 6.6 Experimente und Beobachtungen. / Wie wurde die Allgemeine Relativitätstheorie bestätigt? 260 / 6.7 Eigenzeit. / Gibt es auch in der ART ein Extremalprinzip? 275 / 6.8 Geodäte. / Wenn es keine Kraft ist, was drückt uns dann zu / Boden? 280 // 7 Quantenmechanik. Alles kann - nichts muss 285 / 7.1 Plancksches Wirkungsquantum. / Gibt es kleinste Portionen von allem? 285 / 7.2 Fermatsches und Huygenssches Prinzip. / Ist Licht eine Welle? 299 / 7.3 Doppelspalt. Erster Akt 308 / 7.4 Photoeffekt und Compton-Streuung. / Das Teilchen schlägt zurück 315 / 7.5 Wellenfunktion und Schrödingers Katze. / Gott würfelt nicht, aber er ist ein Hütchenspieler 325 / 7.6 Schrödingergleichung und Tunneleffekt. / A bissel was geht immer 339 / 7.7 Pauliprinzip - Orbitale - Kernmodell. / Warum fallen Orangen nicht durch Tische? 351 / 7.8 Heisenbergsche Unbestimmtheitsrelation. / Wie genau kann man etwas messen? 371 / 7.9 Quantenfluktuationen - Casimir-Effekt - Lamb-Verschiebung. / Im Nichts ist einiges los! 377 / 7.10 Zeitabhängige Schrödingergleichung. / Die Welt beginnt sich zu drehen 382 / 7.11 Bohmsche Mechanik und Multiversen. / Kann man Quantenmechanik auch anders verstehen? 400 / 7.12 Quantenradierer. / Kann man die Vergangenheit ändern? 407 // 8 Quantenelektrodynamik. / Wie wechselwirkt Licht mit Materie? 416 / 8.1 Fermat reloaded. / Woher kennen Photonen den schnellsten Weg? 418 / 8.2 Reflexion am Spiegel. / Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel? 425 / 8.3 Elektromagnetische Strahlung. / Fliegen Photonen geradeaus? 433 / 8.4 Pfadintegralformalismus. Nichts ist unmöglich 441 / 8.5 Doppelspalt reloaded. Endlich Antworten! 462 / 8.6 Rotverschiebung reloaded. Drei auf einen Streich 464 / 8.7 Zweite Quantisierung. Vom Feld zum Quantenfeld 471 / 8.8 Renormierung und Vakuum. Wie viel ist nichts? 481 / 8.9 Sommerfeldsche Feinstrukturkonstante. / Woher kommt diese Zahl? 494 / 8.10 Feynman-Diagramme. Bildchen statt Mathematik 507 / 8.11 Anomales magnetisches Moment. / Wie genau stimmt das alles eigentlich? 514 // 9 Quantenchromodynamik (QCD). / Was hält die Atomkerne zusammen? 524 / 9.1 Quarks und Farbladung. Jetzt wird's bunt! 525 / 9.2 Confinement und asymptotische Freiheit. / Gibt es einzelne Quarks? 538 // 10 Quantenflavourdynamik (QFD). Wie zerfallen Teilchen? 548 // 11 Standardmodell. Der große Wurf? 562 / 11.1 Eichsymmetrie und Noethertheorem. / Noch ein Abstraktionsgrad höher 563 / 11.2 Gruppentheorie. Mathematik verleiht Flügel 569 / 11.3 Higgsmechanismus. / Masse oder nicht Masse, das ist hier die Frage! 576 / 11.4 CPT-Invarianz. / Funktioniert unser Weltbild auch / im Spiegel betrachtet? 589 // 12 Jenseits des Standardmodells. Auf zu neuen Ufern! 599 / 12.1 Große vereinheitlichte Theorie. / Lässt sich die Welt mit nur einer Kraft beschreiben? 599 / 12.2 Supersymmetrie. Hat jeder Topf seinen Deckel? 603 / 12.3 Dunkle Materie und Dunkle Energie. / Was wir wissen, ist ein Tropfen - was wir nicht wissen, ein Ozean 608 / 12.4 Welt formet / Gibt es eine Gleichung, die alles beschreibt? 628 / 12.5 Quantengravitation. / Lässt sich die Gravitation quantisieren? 633 / 12.6 Stringtheorie. / Besteht die Welt aus schwingenden Fäden? 636 // 13 Epilog 648 // Einschübe / Infinitesimalrechnung 60 / Zwillingsparadoxon 203 / Plancksches Strahlungsgesetz 289 / Komplexe Zahlen 389 / Rechnen mit Unendlichkeiten 455 / Fourier-Entwicklung 468 // Anhang / Dank 653 / Register 654 / Bildnachweis 671