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1 von 67
Theoretische Physik
mit mathematischen Beiträgen von Florian Modler und Martin Kreh
Verfasserangabe: Matthias Bartelmann ; Björn Feuerbacher ; Timm Krüger ; Dieter Lüst ; Anton Rebhan ; Andreas Wipf
Jahr: 2015
Verlag: Berlin [u.a.], Springer Spektrum
Mediengruppe: Buch
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Inhalt
Die Grundlagen der theoretischen Physik in einem Band – das bietet Ihnen das vorliegende Buch. Sechs in Forschung und Lehre erfahrene Autoren aus Deutschland und Österreich stellen die vier großen Gebiete Mechanik, Elektrodynamik, Quantenmechanik sowie Thermodynamik und Statistische Physik dar. Die besondere Stärke dieses Buches liegt darin, dass es in vielfältigen Querverweisen die inneren Zusammenhänge zwischen diesen Gebieten zeigt. Die Kapitel sind sorgfältig aufeinander abgestimmt, beziehen sich aufeinander, verwenden eine möglichst einheitliche Notation und lassen diese vier Gebiete nicht nur jedes für sich entstehen, sondern vermitteln auch einen zusammenhängenden Überblick über die gesamte Grundlage der theoretischen Physik.Übersichtlich und grafisch ansprechend gegliedert, mit über 500 klaren und verständlichen Abbildungen versehen, bieten alle Kapitel ausführlich vorgerechnete Beispiele, begleitet von insgesamt fast 700 Verständnisfragen, Ausblicken in weiterführende Überlegungen sowie von mehr als 300 Übungsaufgaben mit kommentierten Lösungen.Der Inhalt des Buchs orientiert sich an den Bachelor- und Masterstudiengängen großer Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz und deckt den behandelten Stoff möglichst umfassend ab. Die langjährige und vielfach hervorragend bewertete Lehrerfahrung der Autoren ist hier in einem Buch kondensiert, das Sie nicht nur durch Ihr gesamtes Bachelor-Studium, sondern weit in Ihr Masterstudium hinein begleiten wird.Dieses Werk wurde ergänzt um mathematische Beiträge der beliebten Bestseller-Autoren Florian Modler und Martin Kreh.Aus dem Inhalt:Verzeichnis der mathematischen Hintergründe XXIII / Die Autoren XXV // Teil I Mechanik / Die Newton'schen Axiome / Definitionen und Grundlagen / Die Newton'schen Axiome / Eindimensionale Bewegung im homogenen Schwerefeld / Energiesatz in einer Dimension / Bewegung in drei Dimensionen / Energieerhaltung und konservative Kräfte // Koordinatentransformationen und beschleunigte Bezugssysteme / Drehungen von kartesischen Koordinatensystemen / Galilei-Transformationen / Beschleunigte Bezugssysteme / Kräfte in rotierenden Bezugssystemen / Nichtkartesische Koordinatensysteme // Systeme von Punktmassen / Aligemeine Aussagen und Erhaltungssätze / Das Zweikörper-Zentralkraftproblem / Das Kepler-Problem / Elastische Stöße und Streuung / Das reduzierte Dreikörperproblem / Gezeitenkräfte / Mechanische Ähnlichkeit und der Virialsatz // Starre Körper / Freiheitsgrade des starren Körpers / Kinetische Energie und Drehimpuls / Tensoren / Trägheitstensor und Trägheitsmomente / Kontinuierliche Massenverteilungen / Bewegungsgleichungen des starren Körpers / Rotation des Kreisels // Lagrange-Formalismus und Variationsrechnung / Systeme mit Zwangsbedingungen / Lagrange-Gleichungen erster Art / Lagrange-Gleichungen zweiter Art / Beispiele zur Anwendung des Lagrange-Formalismus / Variationsrechnung / Symmetrien und Erhaltungssätze // Schwingungen / Freie Schwingungen / Gedämpfte Schwingungen / Erzwungene Schwingungen und Resonanz / Kleine Schwingungen gekoppelter Systeme / Anwendungen gekoppelter Oszillatoren // Hamilton-Formalismus / Hamilton-Funktion und kanonische Gleichungen / Kanonische Transformationen / Grundlagen der Hamilton-Jacobi-Theorie // Kontinuumsmechanik / Lineare Kette und Übergang zum Kontinuum / Schwingende Saite / Fourier-Reihen / Lagrange-Formalismus für Felder / Grundlagen der Elastizitätstheorie / Ideale Fluiddynamik / Viskosität und Navier-Stokes-Gleichung // Spezielle Relativitätstheorie / Anfang und Ende der Äther-Vorstellung / Lorentz-Transformationen / Minkowski-Raum / Viererformalismus // Relativistische Mechanik / Punktteilchen, Ruhemasse und Viererimpuls / Relativistische Bewegungsgleichungen / Relativistische Teilchenstöße // Teil II Elektrodynamik / Die Maxwell-Gleichungen / Aufstellung der fundamentalen Maxwell-Gleichungen / Die Lichtgeschwindigkeit in den Maxwell-Gleichungen / Maßsysteme / Energie- und Impulsbilanz / Elektrodynamische Potenziale // Elektrostatik / Das elektrostatische Potenzial / Green'sche Funktionen und Randwertprobleme / Randbedingungen auf Leiteroberflächen / Bildladungsmethode / Elektrische Kapazität / Elektrostatische Energie // Vollständige Funktionensysteme: Fourier-Transformation und Muitipolentwicklung / Das Fourier-Integral / Integrale in der komplexen Ebene / Vollständige Funktionensysteme / Muitipolentwicklung in kartesischen Koordinaten / Die Kugelflächenfunktionen / Muitipolentwicklung in Kugelkoordinaten // Elektrische Felder in Materie / Makroskopische Elektrostatik / Anschlussbedingungen an Grenzflächen / Potenzialgleichung in Dielektrika / Elektrostatische Energie in linearen Medien // Magnetismus und elektrische Ströme / Magnetostatik im Vakuum / Makroskopische Magnetostatik / Lösungsmethoden der Magnetostatik / Magnetostatische Energie / Bewegung von geladenen Teilchen in Magnetfeldern / Elektromotorische Kräfte / Makroskopische Elektrodynamik // Ausbreitung elektromagnetischer Wellen / Ausbreitung im Vakuum / Ausbreitung in homogenen, linearen Medien / Ausbreitung in Hohlleitern // Optik / Wellenoptik kontra geometrische Optik / Brechung und Reflexion an Grenzflächen / Die Eikonalgleichung / Beugung // Relativistische Formulierung der Elektrodynamik / Repetitorium: Spezielle Relativitätstheorie / Manifest Lorentz-kovariante Maxwell-Gleichungen / Lorentz-Transformation von Feldstärken / Elektromagnetische Viererkräfte / Relativistische Effekte in der Wellenausbreitung / Relativistische Elektrodynamik in Materie // Abstrahlung elektromagnetischer Wellen / Retardierte Potenziale / Bewegte Punktladung: Lienard-Wiechert-Potenziale / Der Hertz'sche Dipol / Multipolstrahlung / Abstrahlung durch relativistisch bewegte Teilchen // Lagrange- und Hamilton-Formalismus in der Elektrodynamik / Bewegtes Punktteilchen - auch relativistisch / Das elektromagnetische Feld / Das kovariante Noether-Theorem für Felder // Teil III Quantenmechanik / Die Entstehung der Quantenphysik / Probleme der klassischen Physik / Hohlraumstrahlung / Lichtquanten und Materiewellen / Quantisierungsregeln von Bohr und Sommerfeld / Emission, Absorption und Einstein-Koeffizienten / Der Spin // Wellenmechanik / Unbestimmtheit für materielle Teilchen / Materiewellen für kräftefreie Teilchen / Wellenmechanik mit Kräften / Erhaltung der Wahrscheinlichkeit // Formalismus der Quantenmechanik / Hilbert-Räume / Lineare Operatoren / Spektralzerlegung von selbstadjungierten Operatoren / Inverse und unitäre Operatoren // Observablen, Zustände und Unbestimmtheit / Die Kopenhagener Interpretation / Unbestimmtheitsrelationen / Ist die Quantenmechanik vollständig? / Gemischte Zustände // Zeitentwicklung und Bilder / Systeme mit wenigen Zuständen / Dyson-Reihe für den Zeitentwicklungsoperator / Die Bilder der Quantenmechanik / Zeitentwicklung von Gemischen / Pfadintegrale // Eindimensionale Quantensysteme / Potenzialprobleme und Potenzialstufe / Potenzialwall, Potenzialtopf und Tunneleffekt / Der harmonische Oszillator / Kohärente Zustände / Numerische Lösung der Schrödinger-Gleichung // Symmetrien und Erhaltungssätze / Symmetrien und Erhaltungsgrößen / Raumspiegelungen / Translationen im Raum / Bandstruktur für gitterperiodische Potenziale / Drehungen und Drehimpuls / Eigenvektoren und Eigenwerte des Drehimpulses / Addition von Drehimpulsen // Zentralkräfte - das Wasserstoffatom / Relativbewegung im Zweiteilchensystem / Kugelförmiger Potenzialtopf / Gebundene Zustände des Wasserstoffatoms / Algebraische Lösung des Wasserstoffatoms // Elektromagnetische Felder und der Spin / Beobachtbarkeit der Potenziale / Geladenes Teilchen im homogenen Magnetfeld / Der Spin des Elektrons // Störungstheorie und Virialsatz / Zeitunabhängige Störungen / Allgemeine Aussagen über Erwartungswerte / Zeitabhängige Störungen // Mehrteilchensysteme und weitere Näherungsmethoden / Mehrteilchensysteme / Das Variationsverfahren / Die semiklassische Näherung // Streutheorie / Potenzialstreuung / Partialwellenanalyse / Resonanzen / Elastische Streuung identischer Teilchen // Teil IV Thermodynamik und statistische Physik / Phänomenologische Begründung der Thermodynamik / Entwicklung der Thermodynamik / Was ist Thermodynamik? / Temperatur, Zustandsgrößen und Zustandsänderungen / Arbeit und Wärme / Die idealen Gasgesetze / Der erste Hauptsatz / Der zweite Hauptsatz (I.Teil) / Der zweite Hauptsatz ( Teil) // Statistische Begründung der Thermodynamik / Das Grundpostulat der statistischen Physik / Statistische Definition der absoluten Temperatur / Statistische Definition der Entropie / Grundlagen der Wahrscheinlichkeitsrechnung // Einfache thermodynamische Anwendungen / Thermodynamische Funktionen / Extremaleigenschaften, Gleichgewicht und Stabilität / Das ideale Gas / Das Van-der-Waals-Gas / Der Joule-Thomson-Effekt / Allgemeine Kreisprozesse und der Carnot'sche Wirkungsgrad / Chemisches Potenzial und Phasenübergänge // Ensembles und Zustandssummen / Ensembles / Die kanonische Zustandssumme / Großkanonische Zustandssumme und großkanonisches Potenzial / Ideales Gas im Schwerefeld / Chemische Reaktionen idealer Gasgemische / Einfache Modelle für magnetische Systeme // Quantenstatistik / Grundlagen der Quantenstatistik / Besetzungszahldarstellung / Ideale Quantengase / Ideale Fermi-Gase / Ideale Bose-Gase / Relativistische ideale Quantengase / Wärmekapazität fester Körper // Abbildungsnachweis / Sachverzeichnis
Details
VerfasserInnenangabe: Matthias Bartelmann ; Björn Feuerbacher ; Timm Krüger ; Dieter Lüst ; Anton Rebhan ; Andreas Wipf
Jahr: 2015
Verlag: Berlin [u.a.], Springer Spektrum
Systematik: NN.PR
ISBN: 978-3-642-54617-4
2. ISBN: 3-642-54617-X
Beschreibung: XXVI, 1315 S. : Ill., graph. Darst.
Schlagwörter: Einführung, Elektrodynamik, Mechanik, Quantenmechanik, Statistische Physik, Theoretische Physik, Thermodynamik, Anleitung, Elektrizitätslehre, Elektromagnetisches Feld, Maxwellsche Theorie, Ratgeber, Theoretische Elektrotechnik, Wärme, Abriss, Klassische Mechanik, Klassische Physik, Kompendium <Einführung>, Lehrbuch <Einführung>, Leitfaden, Newtonsche Mechanik, Populärwissenschaftliche Darstellung <Formschlagwort>, Programmierte Einführung <Formschlagwort>, Punktmechanik, Repetitorium <Formschlagwort>, Technische Thermodynamik, Technische Wärmelehre, Wärmelehre, Wärmetheorie, Dynamik, Elektromagnetismus, Feldtheorie, Flugmechanik, Kontinuumsmechanik, Lehrmittel, Mechanisches System, Nichtlokalität, Physik, Quantenphysik, Quantenstatistik, Relativistische Quantenmechanik, Statik, Statistische Mechanik, Statistische Thermodynamik, Strömungsmechanik, Technische Mechanik, Theoretische Mechanik, Thermochemie
Sprache: ger
Fußnote: Literaturangaben
Mediengruppe: Buch