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Dritter Band einer 5-bändigen, anspruchsvollen Einführung in die Naturwissenschaften, der sich mit Elektrizität, Strahlung, Relativitätstheorie, Astronomie und Kosmologie beschäftigt.

 

 

 

Aus dem Inhalt:

1 Elektrizität - Magnetismus - Elektromagnetische Wellen 1 / 1.1 Einführung - Historische Anmerkungen 1 / 1.2 Elektrisches F e ld 4 / 1.2.1 Elektrische Ladung - Coulomb¿sches G esetz 4 / 1.2.2 Elektrostatische Aufladung und Entladung 9 / 1.2.3 Überlagerung elektrostatischer Kräfte 10 / 1.2.4 Elektrostatisches Feld: Feldstärke - Feldlinie 13 / 1.2.5 Elektrisches Potential - Elektrische Spannung 18 / 1.2.6 Elektrischer Fluss & - Gauss¿sches Gesetz 21 / 1.2.7 Ebenes Feld - Feldenergie - Kondensator - Millikan-Versuch 26 / 1.2.8 Sphärisches Feld - Blitzentladung 36 / 1.3 Elektrischer Strom - Gleichstromkreis 42 / 1.3.1 Stromkreis: Elektrische Stromstärke, Spannung, Energie und Leistung 42 / 1.3.2 Ergänzungen und B eispiele 48 / 1.4 Magnetismus 54 / 1.4.1 Magnetisches Feld - Erdmagnetfeld 54 / 1.4.2 Magnetische Flussdichte - Lorentzkraft - Halleffekt 56 / 1.4.3 Spannungsinduktion 63 / 1.5 Elektromagnetische Induktion 65 / 1.5.1 Magnetfelder in stromdurchflossenen S pulen 65 / 1.5.2 Ferromagnetische Stoffe 66 / 1.5.3 Induktionsgesetz - Urform des Elektrogenerators 68 / 1.5.4 Ergänzungen und Beispiele 74 / 1.5.5 Elektrische Maschinen: Generatoren und Motoren 85 / 1.5.6 Wechselstrom - Drehstrom 87 / 1.5.7 Transformator 90 // 1.5.8 Induktiver und kapazitiver Widerstand im Wechselstromkreis 92 / 1.5.9 Schwingungen im Wechselstromkreis 97 / 1.5.10 Ergänzungen und Beispiele 101 / 1.6 Erzeugung und Speicherung elektrischer E nerg ie 111 / 1.7 Elektromagnetische Wellen 112 / 1.7.1 Schwingkreis mit Selbstanregung durch Rückkopplung 112 / 1.7.2 Hertz¿scher Dipol 114 / 1.7.3 Eigenschaften des elektromagnetischen Wellenfeldes 117 / Literatur 122 // 2 Strahlung I: Grundlagen 125 / 2.1 Einleitung 125 / 2.2 Lichtgeschwindigkeit 125 / 2.3 Ätherwellen - Korpuskeln - Dualität der elektromagnetischen Strahlung 129 / 2.4 Elektromagnetische Wellen - Strahlungsquanten 131 / 2.5 Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung 134 / 2.6 Temperaturstrahlung 136 / 2.6.1 Erscheinungsformen der Temperaturstrahlung 136 / 2.6.2 Schwarzer S trahler 140 / 2.6.3 Spektrale Strahlungsgrößen 141 / 2.6.4 Strahlungsgesetze des Schwarzen Strahlers 147 / 2.6.5 Ergänzungen und Beispiele zum Strahlungsgesetz 150 / 2.7 Solare Strahlung 157 / 2.7.1 Licht und Wärme auf Erden 157 / 2.7.2 Strahlungsspektrum der S onne 158 / 2.7.3 Solarkonstante 161 / 2.7.4 Durchgang der Sonnenstrahlung durch die Erdatmosphäre 163 / 2.7.5 Strahlungsbilanz auf Erden 167 / 2.8 Erderwärmung - Klimawandel 170 / 2.8.1 Kohlenstoffdioxid (C02) 170 / 2.8.2 Methan (CH4) 176 / 2.8.3 Ozon (O z) 177 / 2.8.4 Luftverschmutzung 178 / 2.8.5 Folgen des Klimawandels 180 / 2.8.6 Klimaschutz 182 / Literatur 185 // 3 Strahlung II: Anwendungen 187 / 3.1 Huygens¿sches Prinzip 187 / 3.2 Reflexion und Brechung 188 / 3.2.1 Gesetze der Reflexion und B rechung 188 / 3.2.2 Extremalprinzip von FERMAT 193 / 3.2.3 Ebene und gekrümmte Spiegel 195 / 3.2.4 Prismen und Linsen 198 / 3.2.5 Dispersion bei der Lichtbrechung 203 / 3.2.6 Sehen 205 / 3.2.7 Optische Instrumente 210 / 3.2.8 Lichtwellenleiter (LWL) - Optische Übertragungstechnik 220 / 3.3 Beugung - Interferenz 221 / 3.3.1 Erscheinungsformen 221 / 3.3.2 Beugung und Interferenz am Einfachspalt 226 / 3.3.3 Auflösungsvermögen optischer B auteile 232 / 3.3.4 Beugung und Interferenz am D oppelspalt 234 / 3.3.5 Beugung und Interferenz am Gitter 240 / 3.4 Spektroskopie - Emissionsspektrum - Absorptionsspektrum 243 / 3.5 Polarisation 246 / 3.6 Streuprozesse 251 / 3.7 Atmosphärische Licht- und Leuchterscheinungen 252 / 3.8 Farbe 259 / 3.8.1 Spektralfarben - Mischfarben 259 / 3.8.2 Farbmischung 263 / 3.8.3 Farbmetrik 265 / 3.8.4 Psychologisches Farberlebnis 267 / 3.9 Astronomie II: Strahlung der Sterne 268 / 3.9.1 Astronomische Beobachtungsfenster 268 / 3.9.2 Astronomische Fernrohre 271 / 3.9.3 Astronomische Observatorien 275 / 3.9.4 Sternenhimmel - Benennung der Sternbilder und Sterne 276 / 3.9.5 Parallaktische Entfernungsmessung 278 / 3.9.6 Eigenbewegung der Sterne 280 / 3.9.7 Stemhelligkeit 283 / 3.9.8 Klassifikation der Sterne 295 / 3.9.9 Veränderliche Sterne 306 / 3.9.10 Galaxien 320 / Literatur 336 // 4 Relativistische Mechanik 339 / 4.1 Spezielle Relativitätstheorie (S R T ) 340 / 4.1.1 Einführung 340 / 4.1.2 Galilei - Transformation 342 / 4.1.3 Ätherexperimente 351 / 4.1.4 Grundlagen der relativistischen Kinematik 356 / 4.1.5 Grundlagen der relativistischen Dynamik 374 / 4.2 Allgemeine Relativitätstheorie (ART, Gravitationstheorie) 383 / 4.2.1 Äquivalenzprinzipe 384 / 4.2.2 Gravitationspotential - Schwarzschildradius ¿ Schwarzes Loch 388 / 4.2.3 Gravitative Rotverschiebung 391 / 4.2.4 Lichtablenkung - Gravitations-Linseneffekt 395 / 4.2.5 Gravitative Zeitdilatation und gravitative Raumkontraktion 399 / 4.2.6 Periheldrehung der Planeten 402 / 4.3 Astronomie III: Kosmologie 403 / 4.3.1 Zur historischen Entwicklung der Kosmologie 403 / 4.3.2 Messung kosmischer Entfernungen und Geschwindigkeiten 408 / 4.3.3 Hubble-Gesetz 411 / 4.3.4 Kosmische Hintergrundstrahlung 414 / 4.3.5 Kosmologisches Prinzip und Folgerungen 418 / 4.3.6 Ausdehnung des kosmischen Raumes und seine Vermessung 425 / 4.3.7 Alter des Kosmos - Kinematische Lösung 428 / 4.3.8 Alter des Kosmos - Dynamische Lösung - Friedmann-Lemaitre-Gleichungen 430 / 4.3.9 Die Dilemmata der heutigen Kosmologie 437 / Literatur 448 // Personenverzeichnis 451 / Sachverzeichnis 455