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Vorbestellen	Zweigstelle: 07., Urban-Loritz-Pl. 2a	Standorte: NN.P Igna / College 6a - Naturwissenschaften / Regal 612	Status: Entliehen	Frist: 24.06.2025	Vorbestellungen: 0

Ein Lehr- und Lernbuch für die schulische und betriebliche Ausbildung im Fach Physik sowie ein lernbegleitendes Buch beim lernfeldorientierten Unterrichten in naturwissenschaftlichen und technisch-gewerblichen Berufen.

 

Es ist für den Physikunterricht in verschiedenen Schulformen des beruflichen Schulwesens konzipiert:

- für Berufsschulen der Ausbildungsberufe aus den Berufsfeldern Physik, Chemie, Biologie, Pharmazie, Medizintechnik, Wasserversorgungs- und Abwassertechnik

- für Berufsfachschulen und Berufsaufbauschulen,

- für Meisterfachschulen und Technikerfachschulen der technischen Berufsfelder.

 

Die Physik wird nicht nur als reine Naturwissenschaft betrachtet, sondern als Grundlage der Technik und des beruflichen Handelns erläutert und dargestellt. Die Anwendungen der Technik und die Vorgänge in der beruflichen Praxis veranschaulichen die Physik als Grundlage.

 

In der vorliegenden 5. Auflage wurden folgende Inhalte neu aufgenommen bzw. wesentlich ergänzt: Heizen mit einer Wärmepumpe; Stromerzeugung mit Windkraftanlagen; Nutzung der Solarenergie; Energiewende; Moderne Definitionen der Basiseinheiten

(Verlagstext)

 

Aus dem Inhalt:

1 Physikalische Größen und ihre Messung 10 /1.1 Physikalische Größen 10 /1.2 Internationales Einheitensystem SI 11 /1.2.1 Basisgrößen 11 /1.2.2 Abgeleitete Größen 12 /1.2.3 Vorsätze zu Einheiten 13 /1.3 Grundbegriffe der Messtechnik 14 /1.4 Rechnen mit Messwerten 15 /1.4.1 Signifikante Ziffern 15 /1.4.2 Runden 16 /1.4.3 Mittelwertbildung 16 /1.4.4 Rechnen mit Messwerten 16 /2 Mechanik der festen Körper 18 /2.1 Grundgrößen der Mechanik 18 /2.1.1 Länge 18 /2.1.2 Fläche 20 /2.1.3 Volumen 21 /2.1.4 Winkel 22 /2.1.5 Masse 23 /2.1.6 Dichte 24 /2.1.7 Zeit 25 /2.2 Bewegungslehre (Kinematik) 27 /2.2.1 Bewegungsarten 27 /2.2.2 Gleichförmige geradlinige Bewegung 28 /2.2.3 Gleichmäßig beschleunigte Bewegung aus der Ruhe 29 /2.2.4 Freier Fall 30 /2.2.5 Gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit Anfangsgeschwindigkeit 31 /2.2.6 Gleichmäßig verzögerte Bewegung 31 /2.2.7 Zusammengesetzte geradlinige Bewegungen 33 /2.2.8 Gleichförmige Drehbewegung 34 /2.3 Kräfte 36 /2.3.1 Das Wesen der Kraft 36 /2.3.2 Die Trägheit der Körper 37 /2.3.3 Grundgesetz der Dynamik 38 /2.3.4 Gewichtskraft 39 /2.3.5 Federkraft 40 /2.3.6 Reibungskräfte 42 /2.3.7 Kräfte bei Drehbewegungen 45 /2.3.8 Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften 47 /2.3.9 Kräftegleichgewicht 48 /2.4 Drehmoment und Hebel 50 /2.4.1 Drehmoment 50 /2.4.2 Hebel 50 /2.4.3 Drehmomentengleichgewicht 51 /2.4.4 Technische Anwendungen des Hebels 52 /2.4.5 Auflagerkräfte 53 /2.4.6 Schwerpunkt 54 /2.4.7 Gleichgewichtsarten 54 /2.4.8 Standsicherheit 55 /2.5 Arbeit und Energie 57 /2.5.1 Mechanische Arbeit 57 /2.5.2 Arten mechanischer Arbeit 57 /2.5.3 Energie 58 /2.5.4 Energieerhaltungssatz der Mechanik 59 /2.5.5 Rotationsenergie, Trägheitsmoment 61 /2.5.6 Vergleich von Translation und Rotation 63 /2.6 Mechanische Hilfen und Bauteile 65 /2.7 Leistung 67 /2.8 Wirkungsgrad 69 /2.9 Mechanisch-technologische Eigenschaften der Feststoffe 70 /Gemischte Aufgaben 72 /3 Mechanische Schwingungen und Wellen 74 /3.1 Mechanische Schwingungen 74 /3.1.1 Federpendel 74 /3.1.2 Größen zur Beschreibung von Schwingungen 75 /3.1.3 Schwingungsgleichung des Pendels 75 /3.1.4 Periodendauer des Federpendels 76 /3.1.5 Energie der Federschwingung 77 /3.1.6 Fadenpendel 78 /3.1.7 Dämpfung von Schwingungen 78 /3.1.8 Erzwungene Schwingung - Resonanz 79 /3.1.9 Technische Bedeutung der Resonanz von Schwingungen 80 /3.2 Mechanische Wellen 82 /3.2.1 Erzeugen mechanischer Wellen 82 /3.2.2 Größen zur Beschreibung von Wellen 83 /3.2.3 Wellengleichung 84 /3.2.4 Wellenarten 84 /3.2.5 Überlagerung von Wellen 85 /3.2.6 Ausbreitung von Wellen 86 /3.2.7 Interferenz kreisförmiger Wellen 86 /4 Akustik 88 /4.1 Schallerreger 88 /4.2 Schallwellen, Schallausbreitung 89 /4.3 Aufzeichnung und Beschreibung von /Schallschwingungen 89 /4.4 Schallgeschwindigkeit 90 /4.5 Schallempfänger 91 /4.6 Lautstärke und ihre Messung 91 /4.7 Ton, Klang, Geräusch 92 /4.8 Technische Anwendungen 93 /4.9 Sonderphänomene des Schalls 94 /4.10 Schallschutzmaßnahmen 95 /4.11 Technische Anwendungen des Ultraschalls 96 /5 Mechanik der Flüssigkeiten und Gase 98 /5.1 Flüssigkeiten 98 /5.1.1 Eigenschaften von Flüssigkeiten 98 /5.1.2 Druckin Flüssigkeiten 100 /5.1.3 Technische Anwendungen des Drucks 101 /5.1.4 Hydrostatischer Druck 103 /5.1.5 Anwendungen des hydrostatischen Drucks 104 /5.1.6 Auftrieb in Flüssigkeiten 105 // /5.1.7 Dichtebestimmung mit der Auftriebsmethode 106 /5.1.8 Versinken und Schwimmen 106 /5.1.9 Auftrieb bei Hohlkörpern 107 /5.2 Gase 108 /5.2.1 Eigenschaften der Gase 108 /5.2.2 Luftdruck 109 /5.2.3 Messung des Luftdrucks 110 /5.2.4 Wirkungen des Luftdrucks 110 /5.2.5 Druck und Volumen einer eingeschlossenen Gasportion 112 /5.2.6 Angabe von Druckwerten 112 /5.2.7 Anwendungen des Luftdrucks 113 /5.2.8 Pumpen und Verdichter 114 /5.3 Strömende Flüssigkeiten und Gase 115 /5.3.1 Strömungsarten 115 /5.3.2 Volumenstrom, Strömungsgeschwindigkeit 116 /5.3.3 Druckarten in strömenden Fluiden 117 /5.3.4 Wirkungen und Anwendungen 118 /5.3.5 Innere Reibung, Viskosität 120 /5.3.6 Strömungsformen 121 /5.3.7 Strömungswiderstand 121 /5.3.8 Druckverlust in Rohrleitungen 122 /5.3.9 Dynamischer Auftrieb am Tragflügel eines Flugzeugs 123 /Gemischte Aufgaben 124 /6 Wärmelehre 125 /6.1 Temperatur und ihre Messung 125 /6.1.1 Temperaturskalen 125 /6.1.2 Temperaturmessung 126 /6.2 Wärmeausdehnung der Stoffe 128 /6.2.1 Thermische Längenausdehnung fester Körper 128 /6.2.2 Thermische Volumenausdehnung fester Körper 129 /6.2.3 Wärmeausdehnung in der Technik 129 /6.2.4 Wärmeausdehnung von Flüssigkeiten 130 /6.2.5 Anomalie der Wärmeausdehnung des Wassers 131 /6.2.6 Wärmeausdehnung von Gasen 132 /6.3 Das Wesen der Wärme 134 /6.3.1 Wärme eine Energieform 134 /6.3.2 Kinetische Vorstellung der Wärme 134 /6.3.3 Wärmeenergie 135 /6.3.4 Spezifische Wärmekapazität 136 /6.4 Aggregatzustände und Zustandsänderungen 137 /6.4.1 Aggregatzustände 137 /6.4.2 Umwandlungstemperaturen 137 /6.4.3 Schmelzen und Erstarren 138 /6.4.4 Verdampfen und Kondensieren 139 /6.4.5 Gesamtwärmeenergie bei Aggregatzustandsänderungen 140 /6.5 Kalorische Mischungen 141 /6.5.1 Kalorimeter 141 /6.5.2 Wärmeenergiebilanzen bei technischen Heizvorgängen 142 /6.6 Wärmeübertragung 143 /6.6.1 Wärmeleitung 143 /6.6.2 Konvektion (Wärmeströmung) 145 // 6.6.3 Wärmedurchgang durch eine Wand 146 /6.6.4 Wärmestrahlung 147 /6.6.5 Technische Wärmeübertragungen 149 /6.7 Technische Wärmeerzeugung 151 /6.7.1 Wärmeerzeugung mit fossilen Energieträgern 151 /6.7.2 Block-Heizkraftwerk 152 /6.7.3 Wärmebereitstellung mit elektrischem Strom 153 /6.7.4 Heizen mit einer Wärmepumpe 153 /6.8 Wärmekraftmaschinen 156 /6.8.1 Kolbendampfmaschinen 156 /6.8.2 Verbrennungsmotoren 156 /6.8.3 Dampfturbinen 158 /6.8.4 Gasturbinen 158 /6.8.5 Flugzeug-und Raketenantriebe 159 /7 Gase und Gasgemische 161 /7.1 Zustandsänderungen idealer Gase 162 /7.1.1 Isotherme Zustandsänderung 162 /7.1.2 Isobare Zustandsänderung 163 /7.1.3 Isochore Zustandsänderung 164 /7.1.4 Allgemeine Zustandsgleichung 165 /7.1.5 Adiabatische und polytrope Zustandsänderung 166 /7.2 Zustandsänderungen realer Gase 167 /7.2.1 Van der Waals’sche Zustandsgleichung 168 /7.2.2 Kritische Temperatur, kritischer Druck 168 /7.3 Gastechnische Anwendungen 169 /7.3.1 Verflüssigung von Gasen 169 /7.3.2 Kühlschrank 169 /7.3.3 Wärmepumpe 170 /7.4 Gasgemische 171 /7.4.1 Zustandsgrößen idealer Gasgemische 171 /7.4.2 Gehaltsgrößen von Gasgemischen 172 /7.5 Feuchte Luft 173 /7.5.1 Partialdampfdruck feuchter Luft 173 /7.5.2 Kenngrößen der Luftfeuchtigkeit 174 /7.5.3 Geräte zur Messung der Luftfeuchtigkeit. 175 /7.5.4 Klimatisierung von Räumen 176 /7.6 Verdampfen von Flüssigkeiten, Destillieren 177 /7.6.1 Dampfdruck von Flüssigkeiten 177 /7.6.2 Dampfdruck von Flüssigkeitsgemischen 177 /7.6.3 Destillieren 178 /Gemischte Aufgaben 179 /8 Optik 180 /8.1 Grundeigenschaften des Lichts 180 /8.1.1 Lichtwahrnehmung und Sehen 180 /8.1.2 Reflexion, Absorption, Durchlässigkeit 180 /8.1.3 Wesen des Lichts 181 /8.1.4 Ausbreitung des Lichts 182 /8.1.5 Absorption des Lichts 184 /8.2 Reflexion des Lichts 185 /8.2.1 Reflexionsgesetze am ebenen Spiegel 185 /8.2.2 Bildentstehung am ebenen Spiegel 186 /8.2.3 Anwendungen ebener Spiegel 187 /8.2.4 Reflexion am Hohlspiegel 189 /8.2.5 Bildentstehung am Hohlspiegel 190 /8.2.6 Reflexion am Wölbspiegel 191 /8.2.7 Bildentstehung am Wölbspiegel 191 /8.2.8 Technische Anwendungen des Hohl- und des Wölbspiegels 191 /8.3 Brechung des Lichts 193 /8.3.1 Brechungsgesetz 193 /8.3.2 Optische Effekte durch Lichtbrechung 194 /8.3.3 Totalreflexion 195 /8.3.4 Totalreflexion in der Natur 196 /8.3.5 Technische Anwendungen der Totalreflexion 196 /8.4 Optische Linsen 199 /8.4.1 Optische Wirkung von Linsen, Linsenformen 199 /8.4.2 Strahlengang durch Sammellinsen 199 /8.4.3 Strahlengang durch Zerstreuungslinsen 200 /8.4.4 Optische Abbildung durch Sammellinsen 201 /8.4.5 Fresnellinse 203 /8.4.6 Optische Abbildung durch Zerstreuungslinsen 203 /8.4.7 Linsensysteme 204 /8.5 Das Auge 205 /8.5.1 Augenfehler und ihre Korrektur 206 /8.5.2 Erkennen der Größe und Entfernung 206 /8.6 Optische Geräte mit Linsen 207 /8.6.1 Lupe 207 /8.6.2 Mikroskop 208 /8.6.3 Fernrohre 209 /8.6.4 Projektoren 210 /8.6.5 Fotoapparate 211 /8.6.6 Bewegungsmelder 212 /8.7 Farbenlehre 213 /8.7.1 Zerlegen und Zusammensetzen des weißen Lichts 213 /8.7.2 Spektralanalyse 214 /8.7.3 Mischen von Farben 214 /8.7.4 Farbdruck mit Druckmaschinen 216 /8.7.5 Farbfotografie mit lichtempfindlichem Fotopapier 216 /8.7.6 Kopierer 217 /8.7.7 Drucker 218 /8.7.8 Flachbildschirm-Farbfernseher 218 /8.8 Lichttechnische Größen 220 /8.8.1 Lichtstrom 220 /8.8.2 Lichtstärke 220 /8.8.3 Beleuchtungsstärke 221 /8.8.4 Leuchtdichte 222 /8.9 Wellenoptik 223 /8.9.1 Das Licht als elektromagnetische Welle 223 /8.9.2 Beugung von Wellen 223 /8.9.3 Lichtbeugung am Beugungsgitter 224 /8.9.4 Reflexion von Lichtwellen 226 /8.9.5 Brechung von Lichtwellen 226 /8.9.6 Farberscheinungen an dünnen Schichten 227 /8.9.7 Entspiegelung von Gläsern 227 /8.9.8 Polarisiertes Licht 227 /8.9.9 Laserlicht 228 /8.9.10 Das Spektrum der elektromagnetischen Wellen 230 /Gemischte Aufgaben 231 // 9 Elektrizitätslehre 232 /9.1 Elektrische Ladung 232 /9.2 Elektrisches Feld 234 /9.2.1 Darstellung durch Feldlinien 234 /9.2.2 Technische Anwendungen 235 /9.3 Elektrische Spannung 236 /9.4 Elektrischer Strom 237 /9.4.1 Stromkreis 238 /9.4.2 Stromstärke 238 /9.4.3 Wirkungen des elektrischen Stroms 239 /9.4.4 Messung von Spannung und Stromstärke 239 /9.5 Plattenkondensator 240 /9.6 Elektrische Leitungsvorgänge 242 /9.6.1 Stromleitungin Feststoffen 242 /9.6.2 Stromleitung in Flüssigkeiten 243 /9.6.3 Stromleitung in Gasen 243 /9.7 Elektrischer Widerstand 245 /9.7.1 Ohm'sches Gesetz 245 /9.7.2 Leiterwiderstand 246 /9.7.3 Temperaturabhängigkeit des elektrischen Widerstands 248 /9.7.4 Technische Anwendungen 249 /9.8 Schaltungen elektrischer Widerstände 251 /9.8.1 Reihenschaltung 251 /9.8.2 Technische Anwendungen 252 /9.8.3 Parallelschaltung 254 /9.8.4 Technische Anwendungen 255 /9.8.5 Gruppenschaltungen 256 /9.8.6 Wheatstone'sche Brückenschaltung 258 /9.9 Elektrische Arbeit und Leistung 259 /9.9.1 Elektrische Arbeit 259 /9.9.2 Elektrische Leistung 260 /9.9.3 Wirkungsgrad 261 /9.10 Stromerzeugung 262 /9.10.1 Stromerzeugung im Verbrennungs-Kraftwerk 262 /9.10.2 Stromerzeugung im Kernkraftwerk 263 /9.10.3 Stromerzeugung in Wasserkraftwerken 263 /9.10.4 Strom aus Windkraftanlagen 264 /9.10.5 Nutzung der Solarenergie 266 /9.10.5.1 Solarkollektoren 266 /9.10.5.2 Solarzellen (Fotovoltaikzellen) 266 /9.10.5.3 Solaranlagen für die Stromerzeugung 268 /9.10.6 Solartechniken der Zukunft 269 /9.10.6.1 Solarstrom-Fernübertragung mit Hochspannungs-Gleichstrom 269 /9.10.6.2 Solar-Wasserstoff-Technik 270 /9.10.7 Energiewende 270 /9.11 Stromversorgung und elektrische Installation 272 /9.11.1 Leitungsnetz 272 /9.11.2 Elektrischer Anschluss 273 /9.11.3 Sicherungen 274 /9.12 Gefahren des elektrischen Stroms 275 /9.12.1 Wirkungen des elektrischen Stroms im Körper 275 /9.12.2 Fehlerarten, Berührungsarten 276 /9.12.3 Schutzmaßnahmen 277 /Gemischte Aufgaben 279 // 10 Magnetismus 280 /10.1 Magnetische Stoffe 280 /10.1.1 Eigenschaften der Magnete 281 /10.1.2 Ursache des Magnetismus 282 /10.2 Magnetisches Feld 283 /10.2.1 Darstellung mit Feldlinien 283 /10.2.2 Eigenschaften der Magnetfelder 284 /10.2.3 Magnetfeld der Erde 284 /10.3 Elektromagnetismus 285 /10.3.1 Magnetfeld eines Leiters 285 /10.3.2 Leiterschleifen und Spulen 286 /10.3.3 Magnetische Größen 288 /10.3.4 Anwendungen des Elektromagnetismus 289 /10.4 Kraftwirkungen im Magnetfeld 292 /10.4.1 Leiter im Magnetfeld 292 /10.4.2 Lorentzkraft 293 /10.4.3 Leiterschleife im Magnetfeld 294 /10.4.4 Prinzip des Gleichstrommotors 294 /10.4.5 Drehspulmesswerk 295 /10.4.6 Dreheisenmesswerk 295 /10.4.7 Hall-Effekt 296 /10.5 Magnetische Induktion 297 /10.5.1 Induktion der Bewegung 297 /10.5.2 Induktion durch Flussänderung 298 /10.5.3 Wirbelströme 299 /10.5.4 Selbstinduktion 300 /10.6 Technische Anwendungen der Induktion 302 /10.6.1 Wechselstromgenerator 302 /10.6.2 Drehstromgenerator 304 /10.6.3 Gleichstromgenerator 305 /10.6.4 Transformator 306 /10.6.5 Technische Anwendungen von Transformatoren 307 /10.7 Elektromotoren 309 /10.7.1 Gleichstrommotoren 309 /10.7.2 Drehstrommotoren 310 /Gemischte Aufgaben 311 /11 Elektronik 312 /11.1 Halbleiter-Werkstoffe 313 /11.2 pn-Übergang 314 /11.3 Halbleiterdioden 315 /11.4 Fotohalbleiter 317 /11.4.1 Fotodioden 317 /11.4.2 Fotoelemente und Solarzellen 317 /11.4.3 Fotowiderstände 318 /11.4.4 Leuchtdioden 319 /11.5 Transistoren 320 /11.5.1 Bipolare Transistoren 320 /11.5.2 Unipolare Transistoren 321 /11.5.3 Anwendungen mit Transistoren 321 /11.6 Logische Grundschaltungen 323 /11.7 Aufbau der Elektronik eines Gerätes 325 /12 Informatik 327 /12.1 Aufbau eines Computers 327 /12.2 Arbeitsweise eines Computers 328 /12.3 Anwendungsgebiete der Informatik 329 /12.4 Internet 330 /12.4.1 Netzwerke 330 /12.4.2 Internetzugang 331 /12.4.3 Vereinbarungen des Internets 332 // 12.4.4 Internet-Dienste 333 /12.4.5 Datensicherheit 333 /13 Atom-und Kernphysik 334 /13.1 Aufbau der Materie 334 /13.1.1 Rutherford’sches Atommodell 334 /13.1.2 Bohr'sches Atommodell 335 /13.2 Atombau und das Periodensystem der Elemente 336 /13.3 Aufbau des Atomkerns 338 /13.4 Isotope 339 /13.5 Vorgänge in der Atomhülle 339 /13.6 Röntgenstrahlen 340 /13.7 Radioaktive Stoffe 340 /13.7.1 Strahlung radioaktiver Stoffe 340 /13.7.2 Radioaktiver Zerfall 341 /13.7.3 Kennwerte des radioaktiven Zerfalls 342 /13.7.4 Messung radioaktiver Strahlung 343 /13.7.5 Anwendungen radioaktiver Stoffe in der Technik 343 /13.8 Radiocarbonmethode zur Altersbestimmung in der Archäologie 345 /13.9 Ionisierende Strahlung in der Medizin 346 /13.9.1 Strahlendosis 346 /13.9.2 Strahlenbelastung und Strahlenschäden 347 /13.9.3 Medizinische Diagnose mit ionisierender Strahlung 348 /13.9.4 Medizinische Therapie mit ionisierender Strahlung 349 /13.10 Atomare Vorgänge bei der Kernspaltung 350 /13.11 Kerntechnik 351 /13.11.1 Kernspaltung im Kernreaktor 351 /13.11.2 Aufbau eines Kernreaktors 352 /13.11.3 Reaktorsicherheit 352 /13.11.4 Aufbereitung und Entsorgung der Kernbrennstoffe 353 /13.11.5 Risiken der Kernenergie 354 /13.11.6 Rückbau stillgelegter Kernkraftwerke 354 /13.12 Kernwaffen 354 /13.13 Kernfusion 355 /Anhang 356 /1 Physikalische Größen 356 /1.1 Basisgrößen und Basiseinheiten des internationalen Einheitensystems SI.356 /1.2 Naturkonstanten zur Definition der Basiseinheiten des SI 357 /1.3 Abgeleitete physikalische Größen 358 /1.4 Physikalische Konstanten 361 /1.5 Umrechnung in britisch-amerikanische Größen und Einheiten 361 /2 Physikalische Eigenschaften wichtiger Stoffe 362 /2.1 Metalle und Legierungen 362 /2.2 Nichtmetallische Werkstoffe 363 /2.3 Flüssigkeiten und Gase 363 /3 Lösungen der Aufgaben im Buch 364 /Sachwortverzeichnis 370 /Danksagung 376 /Firmenverzeichnis und Bildquellennachweis 376