Cover von Schlüsselkonzepte zur Physik wird in neuem Tab geöffnet

Schlüsselkonzepte zur Physik

von den Newton-Axiomen bis zur Hawking-Strahlung
Verfasser*in: Suche nach Verfasser*in Lichtenegger, Klaus
Verfasser*innenangabe: Klaus Lichtenegger
Jahr: 2015
Verlag: Berlin [u.a.], Springer Spektrum
Mediengruppe: Buch
verfügbar

Exemplare

AktionZweigstelleStandorteStatusFristVorbestellungen
Vorbestellen Zweigstelle: 07., Urban-Loritz-Pl. 2a Standorte: NN.P Lich / College 6a - Naturwissenschaften Status: Verfügbar Frist: Vorbestellungen: 0
Vorbestellen Zweigstelle: 07., Urban-Loritz-Pl. 2a Standorte: NN.P Lich / College 6a - Naturwissenschaften Status: Entliehen Frist: 14.06.2024 Vorbestellungen: 0

Inhalt

Dieses Buch behandelt zentrale Ideen und Konzepte aus den verschiedensten Bereichen der Physik, die in üblichen Darstellungen oft tief unter technischen Details begraben liegen. Zudem werden Themen diskutiert, die wegen ihrer Vielschichtigkeit in den Grundvorlesungen keinen angestammten Platz haben.
Diese Schlüsselkonzepte werden jeweils in kurzen Essays und ohne formalen Ballast so dargestellt, dass das Wesentliche klar zum Vorschein kommt. Das Buch bietet damit gleichsam eine Landkarte und eine Schatzkiste für das weite Feld der Physik.
Das Buch eignet sich sowohl für Studierende der Physik ab etwa dem dritten Semester und auch für Leser mit allgemeinem naturwissenschaftlich-mathematischem Hintergrund und besonderem Interesse an der Physik.
 
 
 
Klaus Lichtenegger (*1979) studierte in Graz Technische Physik und Umweltsystemwissenschaften, er promovierte in theoretischer Elementarteilchenphysik und war in der universitären Lehre tätig. Zur Zeit arbeitet er im Bereich erneuerbarer Energie und komplexer Systeme an einem außeruniversitären Forschungszentrum. Er ist Mitautor des großen Lehrbuchs Mathematik sowie Mitherausgeber von Quanten, Felder, Schwarze Löcher – ein Streifzug durch die moderne Physik.
 
 
 
 
 
 
/ AUS DEM INHALT: / / /
 
 
1 Einführung 1
 
Eine Landkarte der Physik 2
 
Zur Bedeutung der Mathematik in der Physik 4
 
Messung und Experiment 6
 
Einheitensysteme und Dimensionen 8
 
Die Naturkonstanten 10
 
 
 
2 Klassische Mechanik 13
 
Die Newton'schen Axiome14
 
Konservative Kräfte, Gleichgewichte, Energiesatz 16
 
Das Gravitationsgesetz 18
 
Messung der Erdbeschleunigung 20
 
Grundaufgaben der Mechanik 22
 
Starre Körper, Trägheit und rotierende Systeme 24
 
Zwei-Körper- und Mehr-Körperprobleme 26
 
Zwangsbedingungen und virtuelle Verrückungen 28
 
Generalisierte Koordinaten und Lagrange-Mechanik 30
 
Symmetrien und das Noether-Theorem 32
 
Hamilton'sche Mechanik 34
 
Das Hamilton'sche Prinzip 36
 
Konfigurations- und Phasenraum 38
 
Kontinuumsmechanik deformierbarer Körper 40
 
Fluidmechanik42
 
Reibung 44
 
Chaotische Systeme 46
 
 
 
3 Elektrizität und Magnetismus 49
 
Elektrische und magnetische Erscheinungen; Felder 50
 
Ströme und Induktion 52
 
Elektrische Bauelemente und Messtechnik 54
 
Die Maxwell-Gleichungen 56
 
Dielektrika und magnetische Materialien 58
 
Elektrostatische Grundaspekte 60
 
Dipole und Multipolentwicklung 62
 
Vektorpotenzial und Eichungen 64
 
Plasmaphysik. 66
 
 
 
4 Wellen, Optik und Akustik 69
 
Schwingungen 70
 
Wellen. 72
 
Interferenz, Beugung, Streuung 74
 
Akustik76
 
Das elektromagnetische Spektrum. 78
 
Strahlung und Photometrie 79
 
Absorption und Emission 80
 
Der Laser 82
 
Der Doppler-Effekt 84
 
Geometrische Optik 85
 
 
 
5 Thermodynamik87
 
Wärme und Temperatur 88
 
Zustandsgleichungen und Zustandsänderungen 90
 
Kreisprozesse 92
 
Statistik und Ensembles 94
 
Reversibilität und Entropie. 96
 
Thermodynamische Potenziale 98
 
Wärmekapazität 100
 
Diffusion und Wärmetransport 102
 
Strahlungsgesetze 104
 
Phasenübergänge und kritische Phänomene 106
 
Verteilungsfunktionen und Transportgleichungen 108
 
Maxwells Dämon und das Rekurrenztheorem 110
 
 
 
6 Atome, Kerne, Elementarteilchen 113
 
Die Elementarladung und das Millikan-Experiment 114
 
Atommodelle 116
 
Rutherford-Streuung und Wirkungsquerschnitt 118
 
Kernmodelle 120
 
Radioaktivität 122
 
Kernspaltung und Kernfusion. 124
 
Teilchenbeschleuniger 126
 
Teilchendetektoren 128
 
Vom Teilchenzoo zum Standardmodell 130
 
Kernkräfte und fundamentale Wechselwirkungen 132
 
Hypothetische Teilchen 134
 
 
 
7 Quantenmechanik. 137
 
Vom Doppelspalt zur Quantenmechanik138
 
Wellenmechanik und Schrödinger-Gleichung 140
 
Einfache Potenzialprobleme 142
 
Abstrakte Formulierung der QM 144
 
Quantenstreuung und Tunneleffekt 146
 
Der harmonische Oszillator 148
 
Impulse und Drehimpulse in der QM 150
 
Das Wasserstoffatom und Orbitale 152
 
Der Spin; das Stern-Gerlach-Experiment 154
 
Magnetismus 156
 
Verschränkte Zustände 158
 
Die Grenzen des Kopierens 159
 
Quantencomputer und Quantenkryptographie 160
 
Rechenmethoden in der Quantenmechanik 162
 
Atom-Photon-Wechselwirkung 164
 
Das Feynman'sche Pfadintegral 166
 
Der Aharanov-Bohm-Effekt 168
 
Bosonen und Fermionen 170
 
Quantenstatistik 172
 
Viel-Teilchen-Formalismus 174
 
Bose-Einstein-Kondensation und Suprafluidität 176
 
Zur Mathematik der Quantenmechanik 178
 
EPR-Paradoxon und Bell'sche Ungleichung 180
 
Das Messproblem und Schrödingers Katze182
 
Interpretation und Status der Quantenmechanik 184
 
 
 
8 Festkörperphysik 187
 
Kristallgitter 188
 
Defekte in Festkörpern 190
 
Dynamik des Festkörpers 192
 
Normalschwingungen und Phononen. 194
 
Fermi-Fläche und Bloch'sches Theorem 196
 
Elektronenbänder und Bandstrukturmethoden 198
 
Transportvorgänge im Festkörper 200
 
Kollektiver Magnetismus 202
 
Supraleitung 204
 
Spezielle Effekte der Festkörperphysik 206
 
 
 
9 Spezielle Relativitätstheorie 209
 
Der Weg zur Relativitätstheorie. 210
 
Der relativistische Formalismus 212
 
Relativistische Effekte und Paradoxa 214
 
Cerenkov-Strahlung 216
 
Lorentz- und Poincaré-Gruppe 218
 
Relativistische Quantenmechanik220
 
Antiteilchen 222
 
 
 
10 Gravitation und Kosmologie 225
 
Grundidee der ART und klassische Tests 226
 
Der Formalismus der ART 228
 
Die Schwarzschild-Lösung 230
 
Schwarze Löcher 232
 
Dunkle Materie und dunkle Energie 234
 
Grundüberlegungen zur Kosmologie 236
 
Kosmologische Modelle 238
 
Gravitationswellen und unkonventionelle Lösungen 240
 
 
 
11 Quantenfeldtheorie 243
 
Grundideen der Quantenfeldtheorie 244
 
Zum Formalismus der Quantenfeldtheorie 246
 
Symmetrien in der QFT 248
 
Quantenelektrodynamik und Eichinvarianz 250
 
Quantenchromodynamik 252
 
Dynamische Symmetriebrechung 254
 
Elektroschwache Theorie und Higgs-Mechanismus 256
 
Feynman-Diagramme 258
 
Renormierung 260
 
Rechenmethoden in der QFT 262
 
Das Vakuum in der QFT 264
 
 
 
12 Vereinheitlichung und Quantengravitation 267
 
Hawking-Strahlung 268
 
Entropieschranken und das holographische Prinzip 270
 
Vereinheitliche Theorien und Quantengravitation 272
 
Supersymmetrie 274
 
Stringtheorie 276
 
Anthropisches Prinzip und Cosmic Landscape 278
 
 
 
13 Ausklang 281
 
Einige Grundannahmen der Physik 282
 
Zur Methodik der Physik 284
 
Konzepte der Wissenschaftstheorie 286
 
Das Physikstudium288
 
Der Wissenschaftsbetrieb 290
 
Physik, Technik und Gesellschaft292
 
 
 
Anmerkungen und Quellen 295
 
Einführung 295
 
Klassische Mechanik. 299
 
Elektrizität und Magnetismus 310
 
Wellen, Optik und Akustik 315
 
Thermodynamik 320
 
Atome, Kerne, Elementarteilchen 329
 
Quantenmechanik 336
 
Festkörperphysik 351
 
Spezielle Relativitätstheorie 360
 
Gravitation und Kosmologie 364
 
Quantenfeldtheorie 369
 
Vereinheitlichung und Quantengravitation 376
 
Ausklang 382
 
 
 
Kurzbiographien 388
 
Literaturverzeichnis 401
 
Symbol- und Abkürzungsverzeichnis 406
 
Index 413
 

Details

Verfasser*in: Suche nach Verfasser*in Lichtenegger, Klaus
Verfasser*innenangabe: Klaus Lichtenegger
Jahr: 2015
Verlag: Berlin [u.a.], Springer Spektrum
opens in new tab
Systematik: Suche nach dieser Systematik NN.P
Suche nach diesem Interessenskreis
ISBN: 978-3-8274-2384-9
2. ISBN: 3-8274-2384-8
Beschreibung: XIII, 428 S. : Ill., graph. Darst.
Schlagwörter: Lehrbuch, Physik, Naturlehre <Physik>
Suche nach dieser Beteiligten Person
Fußnote: Literaturverz. S. [401] - 405.
Mediengruppe: Buch