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Physik II für Dummies

[darf's ein bisschen mehr Physik sein? ; auf einen Blick: die Terminologie der Physiker verstehen ; das Wichtigste über Quanten- und Atomphysik lernen ; Wellen, Kräfte und Felder begreifen ; Optik und Elektrizität meistern]
Verfasser*in: Suche nach Verfasser*in Holzner, Steven
Verfasser*innenangabe: Steven Holzner. Übersetzung aus dem Amerikan. von Regine Freudenstein unter Mitarb. von Wilhelm Kulisch. Fachkorrektur von Patrick Kühnel
Jahr: 2011
Verlag: Weinheim, Wiley-VCH
Mediengruppe: Buch
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Inhalt

Suchen Sie einen leichten Einstieg in die fortgeschrittenen Bereiche der Physik? »Physik II für Dummies« hilft Ihnen, Elektrizität und Magnetismus zu verstehen. Außerdem erklärt Ihnen Steven Holzner, was Sie über Schall und Licht, Brechung, Interferenz und Reflektion wissen sollten. Auch in diesem Band kommen Mechanik und Wärmelehre nicht zu kurz und der Autor gibt Ihnen zu Beginn des Buches einen Crashkurs in den Grundlagen der Physik. So sind Sie mit diesem Buch bestens gerüstet, wenn es bei der Physik mal ein bisschen mehr sein soll. Steven Holzner lehrt seit über zehn Jahren Physik an der Cornell Universität. Er unterrichtete auch am Massachusetts Institute of Technology (MIT) und hat über 95 Bücher geschrieben, darunter auch »Physik für Dummies« und »Quantenphysik für Dummies«. (Verlagstext)
 
Inhalt:
Einleitung 19/ Über dieses Buch 19/ Schreibweisen in diesem Buch 20/ Was Sie nicht unbedingt lesen müssen 20/ Voraussetzungen 20/ Der Aufbau dieses Buches 21/ Teil I: Grundlagen der Physik 21/ Teil II: Arbeit hält warm: Mechanik und Wärmelehre 21/ Teil III: Feldarbeit: Elektrizität und Magnetismus 21/ Teil IV: Wellenreiten: Licht und Schall 21/ Teil V: Moderne Physik 22/ TeilVI:DerTop-Ten-Teil 22/ Symbole in diesem Buch 22/ Nun kann es losgehen! 22/ / Teil I/ Grundlagen der Physik 23/ Kapitel 1/ Die Welt (/erstehen: Physik 11, die Fortsetzung 25/ Mechanik und Wärmelehre 25/ Elektrizität und Magnetismus 25/ Elektrische Ladungen und elektrische Felder 26/ Einen Schritt weiter: der Magnetismus 26/ Wechselstromkreise: Wechselspiel zwischen elektrischen und magnetischen Feldern 27/ Das ist die perfekte Welle 27/ Alles über Schallwellen 28/ Die Natur des Lichts 28/ Spielen mit Licht: Reflexion und Brechung 29/ Bilderzeugung: Linsen und Spiegel 29/ Interferenz: wenn Licht mit Licht wechselwirkt 30/ Die moderne Physik: ein weit verzweigtes Feld 31/ Die Schwarzkörperstrahlung: Wärme bedeutet Helligkeit 31/ Die Relativitätstheorie: natürlich gilt E = mc2 31/ Identitätsprobleme: der Welle-Teilchen-Dualismus 32/ Das ctßy der Strahlung 32/ / Kapitel 2/ Starttiorbereitunqen 33/ Mathematik und Messungen: Überblick über die grundlegenden Kenntnisse 33/ Die Maßsysteme MKS und CGS 33/ Einheiten umrechnen 34/ Vereinfachung durch Exponentialschreibweise 37/ Auffrischung der Algebra-Kenntnisse 38/ Verwendung der Trigonometrie 38/ Beschränkung auf signifikante Stellen 40/ Auffrischung Ihrer Physik-Kenntnisse 41/ Mit Vektoren den Weg weisen 41/ Bewegung: Geschwindigkeit und Beschleunigung 42/ Zwang ausüben: eine Frage der Kraft 43/ Karussell fahren: die Kreisbewegung 43/ Strömende Elektronen: Schaltkreise 45/ / Teil II/ Arbeit hält Warm: Mechanik und Wärmelehre b7/ Kapitel 3/ Mechanik 40/ Bewegung pur: Kinematik 49/ Geradeaus: Translationsbewegungen 50/ Immer dasselbe: Energie- und Impulserhaltungssatz 51/ Beispiel: Stöße 52/ Kreisverkehr: Kreisbewegungen 54/ Auf die Kraft kommt es an: Dynamik 59/ Arbeit und weitere Größen 63/ Drehbewegungen 67/ Vergleich von Translation und Rotation 73/ / Kapitel 4/ Manche möaen's heiß: Wärmelehre 75/ Brauchen wir dicke Pullover? Temperatur und Wärme 75/ Temperaturmessung 75/ Volumen und Längenausdehnung 77/ 36 Grad und es wird noch heißer: Wärme und Wärmemengen 80/ Whiskey on the Rocks: Phasenübergänge 81/ Gut Versteckt: latente Wärme 82/ Langsam warm werden: Wärmetransport 83/ Grundlagen des Wärmetransports 83/ Vorsicht: der Griff ist heiß! Die Wärmeleitung 84/ Nur heiße Luft: die Konvektion 86/ Die Sonne spüren: Strahlung 86/ Nichts als heiße Luft: Thermodynamik von Gasen 86/ Nicht gerade wenig: Avogadrozahl 87/ Ideal: das Gasgesetz 87/ Ganz schön schnell: Energie und Geschwindigkeit von Gasmolekülen 90/ Die vier Hauptsätze der Thermodynamik 92/ Null, aber wichtig: der »nullte« Hauptsatz 92/ Der 1. Hauptsatz 92/ Der 2. Hauptsatz 98/ Der 3. Hauptsatz 100/ / Teil III/ Feldarbeit: Elektrizität und Magnetismus 103/ Kapitel 5/ Ganz schön geladen: die Elektrizität 105/ Elektrische Ladungen 105/ Nichts geht verloren: Ladung bleibt erhalten 105/ Messung elektrischer Ladung 106/ Gegensätze ziehen sich an: abstoßende und anziehende Kräfte 106/ Ganz schön geladen 108/ Statische Elektrizität: Aufbau überschüssiger Ladung 108/ Auflademethoden 109/ Eine Frage des Materials: Leiter und Isolatoren 111/ Das Coulomb'sche Gesetz: die Berechnung der Kräfte zwischen Ladungen 111/ Elektrische Felder: eine Einführung 112/ Geladene Flächen: Grundlegendes über Felder 112/ Elektrische Felder von geladenen Körpern 114/ Gleichmäßige elektrische Felder: der Parallel-Platten-Kondensator 115/ Abschirmung: das elektrische Feld innerhalb von Leitern 117/ Spannung: das Potential erkennen 118/ Die Grundlagen elektrischer Potentiale 119/ Arbeit aufwenden, um Ladungen zu bewegen 120/ Berechnung des elektrischen Potentials von Ladungen 121/ Äquipotentialflächen von Punktladungen und geladenen Flächen 122/ Gespeicherte Ladung: Kondensatoren und Dielektrika 124/ Die gespeicherte Ladung eines Kondensators 124/ Zusätzliche Kapazität durch Dielektrika 124/ Berechnung der Energie von Kondensatoren mit Dielektrika 125/ / Kapitel 6/ Magnetismus ist anziehend 127/ Alles über Magnetismus: die Verbindung zwischen Magnetismus und Elektrizität 127/ Elektronenschleifen: Permanentmagnete und magnetische Materialien 128/ Von Norden nach Süden oder von Pol zu Pol 129/ Die Definition des magnetischen Feldes 131/ Sie müssen sich schon bewegen: magnetische Kräfte auf Ladungen 132/ Die Größe der magnetischen Kraft 132/ Die Rechte-Hand-Regel 133/ Pure Faulheit: Magnetfelder vermeiden Arbeit 134/ Im Kreis herum: geladene Teilchen in Magnetfeldern 134/ Magnetische Kräfte auf elektrische Ströme 139/ Von der Geschwindigkeit zum Strom: Strom in die Formel für die magnetische Kraft bringen 139/ Das Drehmoment: in Elektromotoren Strom den Dreh geben 141/ Zurück zur Quelle: Erzeugung von Magnetfeldern durch elektrischen Strom 143/ Erzeugung eines Magnetfeldes durch einen Leitungsdraht 144/ In das Zentrum rücken: Magnetfelder von Stromschleifen 146/ Schleifen aneinanderreihen: die Erzeugung von gleichmäßigen Feldern durch Zylinderspulen 148/ / Kapitel 7/ Wechselströme und Wechselspannungen 151/ Wechselstromkreise und Widerstände 151/ Das Ohm'sche Gesetz für Wechselspannung 152/ Durchschnittlich: der quadratische Mittelwert von Strom und Spannung 153/ In Phase: die Verbindung von Widerständen und Wechselspannungsquellen 154/ Wechselspannung und Kondensatoren: Speicherung von Ladung im elektrischen Feld 155/ Der Blindwiderstand 156/ Nicht in Phase: der Strom eilt der Spannung voraus 157/ Erhaltung der Leistung 159/ Wechselspannung und Induktionsspulen: im magnetischen Feld/ Energie speichern 159/ Das Faraday'sehe Gesetz: das Prinzip der Induktion 160/ Der induktive Widerstand 164/ Hintendran: der Strom eilt der Spannung nach 165/ Wettrennen zwischen Strom und Spannung: die RLC-Reihenschaltung 166/ Die Impedanz: das Verhältnis von Strom und Spannung bei Bauelementen 167/ Nacheilen oder Vorauseilen: die Größe der Phasenverschiebung 170/ Das ist Spitze: Berechnung des maximalen Stromes in einer RLC-Reihenschaltung 172/ Den Blindwiderstand ausschalten 172/ Bestimmung der Resonanzfrequenz 173/ Halbleiter und Dioden 174/ Dotierung von Halbleitern 174/ / Teil IV/ Wellenreiten: Licht und Schalt 175/ Kapitel 8/ Erforschung der Welten 177/ Wellen: Transport von Energie 177/ Auf und ab: Transversalwellen 178/ Vorwärts und wieder zurück: Longitudinalwellen 179/ Eigenschaften von Wellen: so arbeitet eine Welle 179/ Bestandteile einer Welle 179/ Mathematische Beschreibung einer Welle 181/ Den Sinus betrachten: graphische Darstellung von Wellen 183/ Wenn Wellen zusammenstoßen: das Verhalten von Wellen 186/ / Kapitel 9/ Hören Sie sich das an 187/ Schwingen, um gehört zu werden: Schallwellen als Schwingungen 187/ Die Lautstärke vergrößern: Druck, Kraft und Intensität 189/ Unter Druck: Messung der Amplitude von Schallwellen 190/ Die Intensität des Schalls 191/ Berechnung der Schallgeschwindigkeit 193/ Schnell: die Schallgeschwindigkeit in Gasen 194/ Schneller: die Schallgeschwindigkeit in Flüssigkeiten 196/ Am schnellsten: die Schallgeschwindigkeit in Festkörpern 197/ Das Verhalten von Schallwellen 198/ Ein Echo zurückwerfen: Reflexion von Schallwellen 199/ Im selben Raum: die Interferenz von Schallwellen 200/ Die Beugung von Schallwellen 208/ Kommen und Gehen mit dem Doppler-Effekt 209/ Die Schallgrenze durchbrechen: Druckwellen 211/ / Kapitel 10/ Es Werde Licht: Wenn sich Elektrizität und Magnetismus Vereinen 215/ Es werde Licht: Erzeugung und Empfang von Wellen 215/ Erzeugung eines elektrischen Wechselfeldes 215/ Ein entsprechendes magnetisches Wechselfeld hinzufügen 217/ Der Empfang von Radiowellen 219/ Den Regenbogen betrachten: das elektromagnetische Spektrum 221/ Das elektromagnetische Spektrum unter der Lupe 221/ Frequenz und Wellenlänge des Lichts 222/ Unschlagbar: die Spitzengeschwindigkeit des Lichts 223/ Das erste erfolgreiche Experiment zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit 224/ Die theoretische Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit 226/ Die Energiedichte von Licht 228/ Bestimmung der momentanen Energie 228/ Die durchschnittliche Energiedichte des Lichts 231/ / Kapitel 11/ Brechung und Linsen 233/ Mit Strahlen geht es einfacher 233/ Die Verlangsamung des Lichts: der Brechungsindex 235/ Berechnung der Verlangsamung 235/ Die Ablenkung berechnen: das Snellius'sche Brechungsgesetz 236/ Der Regenbogen: Wellenlängen trennen 238/ Lichtbrechung und Reflexion nach innen 239/ Es kommt wieder zurück: die Totalreflexion 240/ Polarisiertes Licht: es wird teilweise reflektiert 242/ Linsen erzeugen Bilder 244/ Gegenstände und Bilder 245/ Im Brennpunkt: Sammel- und Zerstreuungslinsen 245/ Darstellung von Strahlengängen 248/ Mathematische Beschreibung von Abbildung und Vergrößerung 251/ Die Linsengleichung 252/ Die Gleichung für die Vergrößerung 254/ Stärkere Vergrößerung durch die Kombination von Linsen 256/ Mikroskope und Fernrohre 257/ Winkelvergrößerung 259/ / Kapitel 12/ Der Schein fällt zurück: Reflexion und Spiegel 261/ Reflexion an ebenen Spiegeln 261/ Bestimmung der Winkel 262/ Erzeugung von Bildern durch ebene Spiegel 262/ Die Größe eines Spiegels 264/ Gekrümmte Spiegel 266/ Der Hohlspiegel 267/ Kleiner und kleiner: konvexe Spiegel 270/ Zusammenfassung in Zahlen: Gleichungen zur Beschreibung sphärischer Spiegel 272/ Die Spiegelgleichung 272/ Größer oder kleiner: die Vergrößerung 274/ / Kapitel 13/ Licht und Schatten: Interferenz und Beugung 277/ Wenn Wellen zusammentreffen: die Interferenz von Licht 277/ Wellen in Phase: konstruktive Interferenz 278/ Es wird dunkel: destruktive Interferenz 280/ Interferenz: Erzeugung von kohärentem Licht 282/ Der Doppelspalt 282/ Benzintropfen in einer Pfütze: Interferenzen an dünnen Schichten 286/ Beugung am Einzelspalt: Interferenz von Elementarwellen 290/ Das Huygens'sche Prinzip: die Beugung am Spalt 290/ Die Streifen im Beugungsmuster 292/ Berechnung eines Beugungsmusters 294/ Viele Spalte: das Beugungsgitter 295/ Trennung der Farben anhand von Beugungsgittern 295/ Beugung am Gitter: ein Beispiel 296/ Sehen Sie klar: Auflösungsvermögen und Beugung an einem Loch 297/ / Teil V/ Moderne Physik 301/ Kapitel U/ Hören Sie auf Einstein: die spezielle Relativitätstheorie 303/ Los geht's: Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie 304/ Betrachten Sie Ihren Ausgangspunkt: Bezugssysteme 304/ Die Postulate der speziellen Relativitätstheorie 306/ Die spezielle Relativitätstheorie 307/ Die Zeit verlangsamen: Zeitdilatation 308/ Die Länge verkürzen: Längenkontraktion 313/ Der Impuls nahe der Lichtgeschwindigkeit 316/ Es ist soweit: E = mê 318/ Die Ruheenergie: die Energie, die auf der Masse beruht 318/ Die kinetische Energie eines Körpers 320/ Die potentielle Energie übergehen 322/ Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit addieren 323/ / Kapitel 15/ Energie und Materie: sowohl Wetten als auch Teilchen 325/ Die Strahlung schwarzer Körper: Entdeckung der Teilchennatur des Lichts 325/ Die Aufregung um die Schwarzkörperstrahlung 326/ Diskret werden: das Planck'sche Wirkungsquantum 327/ Lichtpakete: Fortschritt durch den photoelektrischen Effekt 327/ Die Erklärung des photoelektrischen Effekts 328/ Einstein als Retter: die Einführung der Photonen 329/ Die kinetische Energie der Elektronen 330/ Der sofortige Austritt der Elektronen 331/ Ein Zahlenbeispiel zum photoelektrischen Effekt 332/ Zusammenstöße: Überprüfung der Teilchennatur des Lichts anhand des Compton-Effekts 333/ Die De-Broglie-Wellenlänge: Beobachtung der Wellennatur der Materie 336/ Interferierende Elektronen: Bestätigung von de Brogues Vorschlag 336/ Berechnung der Wellenlänge verschiedener Teilchen 337/ Keine Gewissheit: die Heisenberg'sche Unschärferelation 339/ Die Unscharfe bei der Elektronenbeugung 339/ Herleitung der Unschärferelation 339/ Berechnung von Unscharfen 342/ / Kapitel 16/ Feine Details: die Struktur der Atome 345/ Beschreibung der Atome: das Planeten-Modell 345/ Die Rutherford-Streuung: die Entdeckung des Atomkerns durch die Streuung/ von Alpha-Teilchen 346/ Zusammenstürzende Atome: Infragestellung des Rutherford'schen Planetenmodells 347/ Antwort auf die Infragestellung: diskret werden mit Linienspektren 347/ Überarbeitung des Planetenmodells des Wasserstoffatoms: das Bohr'sche Modell 350/ Berechnung der erlaubten Elektronenenergien 352/ Berechnung der erlaubten Radien 353/ Bestimmung der Rydberg-Konstante anhand des Linienspektrums von Wasserstoff 355/ Darstellung im Energieniveauschema 356/ Begründung für die Quantisierung: De Broglie überdenkt/ das Bohr'sche Modell 357/ Die Elektronenkonfiguration: die Quantenphysik und das Atom 358/ Die vier Quantenzahlen 358/ Zahlenverarbeitung: die Anzahl der Quantenzustände 360/ Mehrelektronenatome: das Pauli-Prinzip 362/ Kurzschreibweise der Elektronenkonfiguration 364/ / Kapitel 17/ Kernphysik und Radioaktivität 367/ Die Struktur des Atomkerns 367/ Die Rolle der Chemie: Ordnungszahl und Massenzahl 368/ Anzahl der Neutronen: Isotope eines Elementes 369/ Ach, wie klein: das Volumen und der Radius des Atomkerns 370/ Berechnung der Dichte des Kerns 371/ Die starke Wechselwirkung: Sie hält die Kerne zusammen 371/ Die abstoßende Kraft zwischen den Protonen 372/ Die starke Wechselwirkung 372/ Bestimmung der Bindungsenergie des Kerns 373/ Von a bis y: die verschiedenen Arten des radioaktiven Zerfalls 375/ Freisetzung von Helium: der Alpha-Zerfall 376/ Gewinnung von Protonen: der Beta-Zerfall 377/ Emission von Photonen: der Gamma-Zerfall 378/ Griff zum Geiger-Zähler: die Halbwertszeit und radioaktiver Zerfall 379/ Die Halbwertszeit 380/ Zerfallsraten: Aktivität eines Stoffes 381/ / Teil VI/ Der Top-Ten Teil 383/ Kapitel 18/ Zehn Experimente, die die Welt Verändert haben 385/ Michelsons Messung der Lichtgeschwindigkeit 385/ Das Doppelspaltexperiment von Young: Licht ist eine Welle 386/ Der photoelektrische Effekt 386/ Die Entdeckung von Materiewellen durch Davisson und Germer 387/ Röntgenstrahlen 387/ Marie Curie und die Radioaktivität 387/ Rutherfords Entdeckung des Atomkerns 388/ Der Stern-Gerlach-Versuch 388/ Das Atomzeitalter: der erste Atommeiler 388/ Bestätigung der speziellen Relativitätstheorie 389/ / Kapitel 19/ Zehn Online-Rechner 391/ Vektor-Rechnung 391/ Zentripetalbeschleunigung einer Kreisbewegung 391/ Die in einem Kondensator gespeicherte Energie 392/ Elektrische Resonanzfrequenz 392/ Kapazitiver Blindwiderstand 392/ Induktiver Blindwiderstand 393/ Umrechnung von Frequenz und Wellenlänge 393/ Längenkontraktion 393/ Der relativistische Faktor 393/ Berechnung von Halbwertszeiten 394/ / Stichwortverzeichnis 395

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Verfasser*in: Suche nach Verfasser*in Holzner, Steven
Verfasser*innenangabe: Steven Holzner. Übersetzung aus dem Amerikan. von Regine Freudenstein unter Mitarb. von Wilhelm Kulisch. Fachkorrektur von Patrick Kühnel
Jahr: 2011
Verlag: Weinheim, Wiley-VCH
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Systematik: Suche nach dieser Systematik NN.P
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ISBN: 978-3-527-70719-5
2. ISBN: 3-527-70719-0
Beschreibung: 1. Aufl., 399 S. : Ill.
Schlagwörter: Einführung, Physik, Abriss, Kompendium <Einführung>, Lehrbuch <Einführung>, Leitfaden, Naturlehre <Physik>, Populärwissenschaftliche Darstellung <Formschlagwort>, Programmierte Einführung <Formschlagwort>, Repetitorium <Formschlagwort>
Beteiligte Personen: Suche nach dieser Beteiligten Person Freudenstein, Regine [Übers.]; Kulisch, Wilhelm [Mitarb.]; Kühnel, Patrick [Korr.]
Sprache: Deutsch
Mediengruppe: Buch