Physik für Anfänger: Wie Sie die physikalischen Grundlagen leicht verstehen und schnell ein solides Basiswissen aufbauen Hörbuch

Markus Reilmann

• Herausgeber: Psiana Verlag
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2021

Zeit:1 Std. 16 min

Sprecher:

Beschreibung

In der Schule war Physik vielleicht ein Unterrichtsfach, das nicht immer auf Beliebtheit gestoßen ist. Es schien oft langweilig und theoretisch und wenn Experimente durchgeführt wurden, waren diese häufig nicht sehr spannend. Man musste oft viele Gegenstände messen, wiegen oder beobachten und die Ergebnisse detailliert notieren. Formeln und Berechnungen waren quasi an der Tagesordnung und hatten durch ihre Komplexität eher eine abschreckende Wirkung. Allerdings ist Physik doch so viel mehr als blanke Theorie. Sie umgibt uns Tag für Tag, auch wenn sie nicht immer sichtbar ist. Wir profitieren von ihr, auch wenn wir uns dessen nicht immer bewusst sind. In diesem Ratgeber behandeln wir die Grundsätze der Physik. Wir klären, was Physik denn überhaupt ist, und besprechen kurz die Historie dieser Naturwissenschaft und deren Meilensteine. Weiterhin werden wir, neben einigen Grundsätzen und wesentlichen Begriffserklärungen, die sechs klassischen Themengebiete der Physik behandeln: Mechanik, Thermodynamik, Elektrizität (in Verbindung mit Magnetismus), Optik, Akustik und Atom- bzw. Kernphysik. Das erwartet Sie: -Was ist Physik? -Was ist Mechanik? -Was ist Thermodynamik? -Elektrizität und Magnetismus -Optik und Akustik -Atom- und Kernphysik -und vieles mehr ...

Leseprobe

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INHALT

Das erwartet Sie in diesem Buch

Definition der Physik

Was ist Physik?

Was ist Physik nicht?

Physik im Lauf der Geschichte

Größen und Einheiten

Masse

Volumen

Dichte

Aggregatzustände

Druck

Energie

Mechanik

Was ist Mechanik?

Grundprinzipien der Mechanik

Thermodynamik

Was ist Thermodynamik?

Grundprinzipien der Thermodynamik

Elektrizität und Magnetismus

Was sind Elektrizität und Magnetismus?

Grundprinzipien der Elektrizität

Grundprinzipien des Magnetismus

Optik

Was ist Optik?

Grundprinzipien der Optik

Akustik

Was ist Akustik?

Grundprinzipien der Akustik

Atom- und Kernphysik

Was sind Atom- und Kernphysik?

Grundprinzipien der Atomphysik

Abschluss

Das erwartet Sie in diesem Buch

In der Schule war Physik vielleicht ein Unterrichtsfach, das nicht immer auf Beliebtheit gestoßen ist. Es schien oft langweilig und theoretisch und wenn Experimente durchgeführt wurden, waren diese häufig nicht sehr spannend. Man musste oft viele Gegenstände messen, wiegen oder beobachten und die Ergebnisse detailliert notieren. Formeln und Berechnungen waren quasi an der Tagesordnung und hatten durch ihre Komplexität eher eine abschreckende Wirkung. Allerdings ist Physik doch so viel mehr als blanke Theorie. Sie umgibt uns Tag für Tag, auch wenn sie nicht immer sichtbar ist. Wir profitieren von ihr, auch wenn wir uns dessen nicht immer bewusst sind.

In diesem Ratgeber behandeln wir die Grundsätze der Physik. Wir klären, was Physik denn überhaupt ist, und besprechen kurz die Historie dieser Naturwissenschaft und deren Meilensteine. Weiterhin werden wir, neben einigen Grundsätzen und wesentlichen Begriffserklärungen, die sechs klassischen Themengebiete der Physik behandeln: Mechanik, Thermodynamik, Elektrizität (in Verbindung mit Magnetismus), Optik, Akustik und Atom-bzw. Kernphysik.

Natürlich umfasst die Physik noch viel mehr Bereiche als die hier genannten, aber um ein Basisverständnis aufzubauen, beschränken wir uns auf diese grundsätzlichen Themengebiete. Phänomene dieser Themen wurden von Menschen seit Jahrtausenden beobachtet und von Wissenschaftlern erforscht und stetig weiterentwickelt. Bis in die heutige moderne Zeit hinein ist Physik eine Wissenschaft, die uns in unserem alltäglichen Leben unterstützt, auch wenn sie oft unsichtbar erscheint.

Definition der Physik

WAS IST PHYSIK?

Egal ob Naturphänomene wie die Polarlichter, vom Menschen gebaute Strukturen wie Hochhäuser oder Erscheinungen und Effekte, die wir in unserer Welt für selbstverständlich halten, wie der Strom, der aus der Steckdose kommt. All das sind Beispiele für Physik. Der Begriff Physik stammt ursprünglich aus dem Griechischen und bedeutet etwa so viel wie Natur oder natürliche Beschaffenheit.

Physik ist eine sogenannte Grundlagenwissenschaft. Sie beschreibt die Beobachtung von Phänomenen der Natur und deren mögliche Erklärungen. Mithilfe der Physik wurden über Generationen hinweg Gesetze, Modelle und Theorien entwickelt, die versuchen, die Welt in ihren Grundzügen zu erklären und deren Funktionsweisen darzustellen. Hinter all dem steckt also der schier endlose Drang nach Wissen und das Bedürfnis der Menschheit, allen Gegebenheiten dieses Planeten auf den Grund zu gehen und Antworten auf elementare Fragen des Lebens und der Wirkungsweise des Planeten und des Universums zu finden.

Die Physik wird aufgeteilt in die theoretische Physik und die Experimentalphysik. In der theoretischen Physik werden Modelle und Theorien entwickelt, die dann in der Experimentalphysik durch Versuche getestet und im besten Fall bestätigt werden können. Diese Experimente, die auf den Überlegungen der theoretischen Physik aufbauen, können die Denkansätze verifizieren oder widerlegen.

Diese Versuche müssen reproduzierbar und messbar sein und müssen möglichst unter gleichen Bedingungen durchgeführt werden. Reproduzierbarkeit bedeutet, dass Experimente, die unter gleichen Bedingungen durchgeführt werden, die gleichen Ergebnisse erzielen sollten. Die Reproduzierbarkeit eines Versuchs ist in der Praxis allerdings nicht immer leicht umzusetzen, herrscht doch in jedem Experiment eine enorme Bandbreite verschiedenster Bedingungen. Auch der Standort, an dem ein Versuch durchgeführt wird, spielt eine enorm wichtige Rolle. Deswegen müssen im Vorhinein einheitliche Testbedingungen geschaffen werden. Vor allem die quantitativen Ergebnisse (d. h. Ergebnisse, die in Zahlen ausgedrückt werden, z. B. Messungen) können nicht immer genau reproduziert werden. Qualitative Ergebnisse (z. B. visuelle Beobachtungen) sind schon eher zu reproduzieren. Die Messbarkeit der Befunde eines Versuchs hilft dabei, die Beobachtungen zu quantifizieren und im Nachhinein zu bewerten und zu vergleichen.

WAS IST PHYSIK NICHT?

Die Physik geht zwar Hand in Hand mit anderen Naturwissenschaften und es gab eine Zeit, da wurden alle Naturwissenschaften als Physik bezeichnet, aber mit der Zeit haben sich andere wissenschaftliche Zweige definiert und es haben sich Unterschiede entwickelt, die die Physik zu anderen Teilgebieten der Wissenschaft abgrenzt. Die Grenzen sind aber verschwommen und gehen oft ineinander über. Um das an einem Beispiel festzumachen, kann man sich die Abhängigkeit von Chemie und Physik vor Augen führen. Bei chemischen Reaktionen werden Stoffe auf ihrer molekularen Ebene verändert.

Bei der Physik gibt es keine Veränderungen der Stoffe, allerdings möchte man verstehen, warum sich Stoffe so verhalten. In diesem Ratgeber werden an einigen Stellen auch chemische Gegebenheiten erklärt, um ein Gesamtverständnis zu schaffen. Weiterhin profitieren andere wissenschaftliche Gebiete von Erkenntnissen der Physik.

Beispielhaft kann man hier diverse Messeinrichtungen anführen, wie z. B. Seismografen, die Anwendung in der Geologie finden. Aber auch die Physik lebt vom Zusammenspiel mit anderen Naturwissenschaften. Als modernes Beispiel kann man hier die Bionik nennen, die Vorkommnisse in der Natur auf die moderne Technik überträgt. Also reden wir hier von einer Verschmelzung von Biologie und Physik. Oft wird auch die Mathematik als „Sprache der Physik“ betitelt, da diese beiden eng verbunden sind. Durch Formeln, Berechnungen und Messungen kann man physikalische Phänomene erklärbar machen. Im Grunde ist das Ziel jeder Na