Physik für Dummies Das Lehrbuch E-Book

Wilhelm Kulisch

• Herausgeber: Wiley-VCH GmbH
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Serie: ...für Dummies
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2024

Seitenzahl: 1226

Beschreibung

Physik kann ganz schön kompliziert sein, besonders wenn es etwas mehr in die Tiefe geht. Dass man aber auch komplizierte Dinge leicht verständlich und bisweilen amüsant erklären kann, beweist dieses Buch. Wilhelm Kulisch und Regine Freudenstein erklären Ihnen umfassend, was es so zur Physik zu wissen gibt. Sie erläutern, was Sie zu Mechanik, Kontinuumsmechanik, Schwingungen, Wellen, Eletromagnetismus, Thermodynaik und Optik wissen sollten. Aber auch die makroskopische und mikroskopische Moderne Physik kommen mit Relativitätstheorie und Quantenphysik nicht zu kurz. Zahlreiche Übungsaufgaben mit Lösungen runden das Buch ab und so ist dies das perfekte Buch für Einsteiger und Fortgeschrittene.

Leseprobe

Physik für Dummies. Das Lehrbuch

Schummelseite

(Quelle: Ortanderl, Ritgen: »Chemie für Dummies. Das Lehrbuch«, 2. Auflage, Wiley-VCH; ISBN: 78-3-527-71572-5)

NATURKONSTANTEN

Konstante

Zeichen

Wert

Einheit

Vakuumlichtgeschwindigkeit

C

2,998 × 108

m/s

Gravitationskonstante

γ

6,674 × 10–11

m3/kgs2

Universelle Gaskonstante

R

8,314

J/Kmol

Boltzmannkonstante

kB

1,381 × 10–23

J/K

Avogadrozahl

NA

6,022 × 1023

mol–1

Elementarladung

E

1,602 × 10–19

C

Dielektrizitätskonstante

ε0

8,854 × 10–12

As/Vm

Magnetische Feldkonstante

μ0

4π × 10–23

Vs/Am

Bohr'scher Radius

a0

0,53 × 10–10

m

Rydberg-Energie

Ry

16,3

eV

Stefan-Boltzmann-Konstante

σ

5,67 × 10–8

W/m2K4

Planck'sches Wirkungsquantum

h

6,626 × 10–34

Js

Atomare Masseneinheit

u

1,660 × 10–27

kg

Elektronenmasse

me

9,109 × 10–31

kg

Protonenmasse

mp

1,672 × 10–27

kg

Neutronenmasse

mn

1,675 × 10–27

kg

Physikalische Konstanten

VERGLEICH VON TRANSLATIONS- UND ROTATIONNSBEWEGUNGEN

Translation

Rotation

Größe

Formel

Größe

Formel

Beziehung

Weg

s

Winkel

φ

s = rθ

Geschwindigkeit

Winkelgeschwindigkeit

v = ω × r

Beschleunigung

Winkelbeschleunigung

a = α × r

Masse

m

Trägheitsmoment

Impuls

Drehimpuls

L = Iω

Kraft

Drehmoment

M = Iα

Arbeit

W = F · s

Dreharbeit

Wrot = Mφ

Leistung

Drehleistung

Kinetische Energie

Rotationsenergie

Vergleich der wichtigsten Größen zur Beschreibung von Translations- und Rotationsbewegungen

WELLEN

Zeitliche Bewegung

Räumliche Bewegung

Ausbreitung

Kreisfrequenz

Wellenzahl

Ausbreitungsgeschwindigkeit

Frequenz

Schwingungsdauer

Wellenlänge

Größen zur Beschreibung von Wellen

ZUSAMMENFASSUNG DER ELEKTRISCHEN FELDGRÖßEN

Größe

Beschreibung

Definition

Beispiel Punktladung

Kraft

Zwischen zwei Punktladungen herrscht die Coulombkraft

Feld

Kraft auf eine Probeladung

Arbeit

Verschiebearbeit einer Ladung im elektrischen Feld

Energie

Gewonnene potentielle Energie

Spannung

Potentialdifferenz: Differenz der potentiellen Energie pro Ladung

Potential

Potentialdifferenz zum Bezugspunkt ∝

Zusammenstellung der wichtigsten Größen zur Beschreibung elektrischer Felder

WECHSELSTROMKREISE

Name

Bezeichnung

Name

Bezeichnung

Impedanz Z

Scheinwiderstand

Admittanz Y = 1/Z

Leitwert

Resistanz R

Wirkwiderstand

Konduktanz G = 1/R

Wirkleitwert

Reaktanz X

Blindwiderstand

Suszeptanz B = 1/X

Blindleitwert

Elektrotechnische Bezeichnungen für die verschiedenen Widerstände und Leitwerte

DIE MAXWELL'SCHEN GLEICHUNGEN

THERMODYNAMISCHE PROZESSE

Prozess

Konstante Größe

Arbeit

Innere Energie

Isobar

Druck

Isochor

Volumen

0

Isotherm

Temperatur

Adiabatisch

Wärmemenge

Zusammenfassung der verschiedenen thermodynamischen Prozesse

DIE QUANTENZAHLEN DES WASSERSTOFFATOMS

Quantenzahl

Zeichen

Wertebereich

Bezeichnung

Hauptquantelzahl

n

1, 2, 3 …

K, M, L, …

Nebenquantenzahl

l

0,…, n – 1

s, p, d, f …

Magnetische Drehimpulsquantenzahl

ml

–l – +l

Magnetische Spinquantenzahl

ms

1/2, –1/2

↑, ↓

Die vier Quantenzahlen des Wasserstoffatoms

Physik für Dummies. Das Lehrbuch

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar.

2. Auflage 2024

© 2024 Wiley-VCH GmbH, Boschstraße 12, 69469 Weinheim, Germany

All rights reserved including the right of reproduction in whole or in part in any form. This book is published by arrangement with John Wiley and Sons, Inc.

Alle Rechte vorbehalten inklusive des Rechtes auf Reproduktion im Ganzen oder in Teilen und in jeglicher Form. Dieses Buch wird mit Genehmigung von John Wiley and Sons, Inc. publiziert.

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Wiley, die Bezeichnung »Für Dummies«, das Dummies-Mann-Logo und darauf bezogene Gestaltungen sind Marken oder eingetragene Marken von John Wiley & Sons, Inc., USA, Deutschland und in anderen Ländern.

Das vorliegende Werk wurde sorgfältig erarbeitet. Dennoch übernehmen Autoren und Verlag für die Richtigkeit von Angaben, Hinweisen und Ratschlägen sowie eventuelle Druckfehler keine Haftung.

Coverfoto: sakkmesterke — stock.adobe.comKorrektur: Petra Heubach-Erdmann

Print ISBN: 978-3-527-72004-0ePub ISBN: 978-3-527-84011-3

Über die Autoren

Dr. Wilhelm Kulisch war Privatdozent am Fachbereich für Mathematik und Naturwissenschaften der Universität Kassel. Er studierte Physik an den Universitäten Münster und Kassel und arbeitete dort an den Instituten für Angewandte Physik beziehungsweise Technische Physik. Seine Forschungsthemen umfassten die Halbleiterphysik, die Materialwissenschaften sowie die Nanostrukturwissenschaften. Nach mehrjährigem Auslandsaufenthalt kehrte er an die Universität Kassel. Dr. Kulisch besaß große Lehrerfahrung in den Bereichen Technische Physik und Physik für Nebenfachstudenten.

Dr. Regine Freudenstein studierte Physik an den Universitäten Göttingen, Hannover und Kassel. Ihre Forschungsschwerpunkte liegen im Bereich der Materialwissenschaften. Dr. Freudenstein besitzt ebenfalls große Erfahrung in der Lehre, vor allem in Form von Übungen, Praktika und Seminaren.

Inhaltsverzeichnis

Cover

Titelblatt

Impressum

Über die Autoren

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

Über dieses Buch

Vereinbarungen in diesem Buch

Was Sie nicht lesen müssen

Annahmen über den Leser

Wie dieses Buch aufgebaut ist

Symbole in diesem Buch

Wie es weitergeht

Teil I: Einführung: Was ist Physik? Warum Physik?

Kapitel 1: Was ist Physik?

Was ist Physik?

Klassische und moderne Physik

Ein kurzer Abriss der Geschichte der Physik

Einteilung der Physik, Aufbau dieses Buches

Die Physik und die anderen Naturwissenschaften

Kapitel 2: Messen und Maßeinheiten

Modelle, Theorien und Gesetze

Beobachtung und Experiment

Es kommt auf die Messgenauigkeit an: Messfehler

Darstellung von Messwerten

Teil II: Mechanik

Kapitel 3: Bewegung pur: Die Kinematik

Bewegung schafft Raum und Zeit

Unendlich klein, aber oho! Der Massenpunkt

Drei Größen zur Beschreibung von Bewegungen: Weg, Geschwindigkeit und Beschleunigung

Bewegungen lassen sich addieren: Das Superpositionsprinzip

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel

Kapitel 4: Der Apfel fällt nicht weit vom Stamm: Die Newton'schen Gesetze

Die Kräfte sind entscheidend

Grundlagen der Mechanik: Die Newton'schen Gesetze

Die Größen der Newton'schen Gesetze

Auch Kräfte können träge sein: Das d'Alembert'sche Prinzip

Kapitel 5: Arbeit und Leistung

Arbeit

Leistung ist Arbeit pro Zeit

Wirkungsgrad

Etwas für Afficionados: Gravitationsfelder und Gravitationspotenziale

Kapitel 6: Impuls und Energie

Eher unscheinbar: Der Impuls

Es geht nichts verloren: Die Energie

Energie und Impuls sind konstant: Die Erhaltungssätze

Mitten ins Herz: Stöße

Kapitel 7: Rundherum: Die Kreisbewegung

Ständig beschleunigt: Die gleichförmige Kreisbewegung

Jetzt geht es ab: Die Tangentialbeschleunigung

Die eine wirkt nach innen, die andere scheinbar nach außen: Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft

Translationsbewegungen und Kreisbewegungen: Ein erster Vergleich

Kapitel 8: Rotation starrer Körper

Die Form berücksichtigen: Drehmoment und Trägheitsmoment

Auch bei Drehbewegungen von Bedeutung: Impuls, Arbeit, Energie und Leistung

Vergleich Rotation und Translation

Tiefdruckgebiete drehen sich immer gegen den Uhrzeigersinn: Die Corioliskraft

Kapitel 9: Hinderlich und doch unverzichtbar: Die Reibung

Viele verschiedene Arten der Reibung

Sich großflächig reiben: Die Coulomb'sche Reibung

Weitere Reibungsarten

Vor- und Nachteile der Reibung

Teil III: Viele Atome bilden ein Kontinuum: Die Kontinuumsmechanik

Kapitel 10: Die Form kehrt zurück: Die Elastizitätslehre

Belastungen erzeugen Spannungen

Je größer die Belastung, umso größer die Verformung: Das Hooke'sche Gesetz

Die vier elastischen Konstanten

Auch in der Verformung steckt Energie

Kapitel 11: Wenn die Belastungen größer werden: Plastische Verformung und Bruch

Jenseits des elastischen Bereichs

Plastische Verformung und Bruch

»Plink!« Der spröde Bruch

Betrachtung von Oberflächen

Kapitel 12: Sie kann ziemlich turbulent sein: Die Hydrodynamik

Aggregatzustände

Ruhende Flüssigkeiten und Gase

Oberflächen und Grenzflächen

Und wieder einmal die Reibung: Viskosität und Zähigkeit

Flüssigkeiten und Gase strömen sehr ähnlich: Bewegte Fluide

Teil IV: Schwingungen und Wellen

Kapitel 13: Harmonische Schwingungen

Der Idealfall: Harmonische Schwingungen

Eine ganz einfache Differenzialgleichung: Die Schwingungsgleichung

Harmonische Schwingungen ganz konkret

Konstruktiv oder destruktiv: Überlagerung von Schwingungen

Kapitel 14: Reale Schwingungen

Nichts währt ewig: Gedämpfte Schwingungen

Dieser Rhythmus, dass jeder mit muss: Erzwungene Schwingungen

Kapitel 15: Gemeinsam schwingt es sich leichter: Schwingungssysteme

Gekoppelte Schwingungen

Wichtige Begriffe

Stabschwingungen

Kapitel 16: Ein Surferparadies: Wellen

Der Swing geht auf die Reise: Wellen

Die Differenzialgleichung schlechthin: Die Wellengleichung

Interferenz und Beugung

Stehende Wellen

Kapitel 17: Wellen kann man auch hören: Die Akustik

Schallwellen

Eine mathematische Betrachtung des Schalls

Eher subjektiv: Die Klangqualität

Dopplereffekt und Überschallknall

Teil V: Die Optik sorgt für den Durchblick

Kapitel 18: Es werde Licht

Licht ist eine Welle

Was schwingt beim Licht?

Das elektromagnetische Spektrum

Die verschiedenen Gestalten des Lichts

Licht quantitativ: Intensität, Strahlungsleistung und Lichtmenge

Polarisation

Kapitel 19: Auch Licht kann gebeugt werden

Interferenz von Licht

Beugung von Licht

Kapitel 20: Zwei grundlegende optische Effekte: Reflexion und Brechung

Wechselwirkung von Licht mit Materie

Es geht wieder zurück: Die Reflexion

Eine neue Richtung einschlagen: Die Brechung

Licht kann auch verloren gehen: Die Absorption

Sie decken alle Fälle ab: Die Fresnel'schen Formeln

Abbildungen in der Optik

Kapitel 21: Spieglein, Spieglein an der Wand

Arten von Spiegeln

Die Welt hinter dem Spiegel: Ebene Spiegel

Einsammeln von Licht: Hohlspiegel

Wichtig für Straßenverkehr und Make-up: Der gewölbte Spiegel

Kapitel 22: Sie können sammeln oder zerstreuen: Linsen

Arten von Linsen

Analog zur Spiegelgleichung: Die Linsengleichung

Konstruktion des Bildes einer Sammellinse mittels der Hauptstrahlen

Zerstreuungslinsen

Nobody is perfect: Linsenfehler

Kapitel 23: Das Auge ist gut, aber es geht noch besser

Das menschliche Auge

Das einfachste Instrument: Die Lupe

Blick ins Innere des Lebens: Das Mikroskop

Blick in die Ferne und ins Weltall: Fernrohre

Teil VI: Elektrisierend und magnetisierend zugleich: Der Elektromagnetismus

Kapitel 24: Ruhende Punktladung: Elektrostatik I

Sie können gewaltige Kräfte hervorrufen: Elektrische Ladungen

Die Trennung von Ladungen

Es regelt die Kraft zwischen Punktladungen: Das Coulomb'sche Gesetz

Wirkung auf eine Probeladung: Das elektrische Feld

Kapitel 25: Ausgedehnte Ladungen: Elektrostatik II

Geladene Wolken: Ladungsverteilungen

Auch in der Elektrizitätslehre allgegenwärtig: Arbeit und Energie

Sie komplettieren die Liste: Potenzial und Spannung

Kondensatoren können Ladungen speichern: Die Kapazität

Kapitel 26: Immer in die gleiche Richtung: Gleichstromkreise

Die erste von zwei wichtigen Größen: Die Stromstärke

Die zweite wichtige Größe: Die Spannung

Widerstand auf elektrisch

Gleichstromkreise

Elektrizität bedeutet Leistung

Kapitel 27: Magnetismus

Magnetische Phänomene

Zwei Größen zur Beschreibung magnetischer Felder

Bewegte Ladungen in elektromagnetischen Feldern

Eine Vielzahl technischer Anwendungen: Bewegte Ladungen in kombinierten Feldern

Alle Materialien sind magnetisch, aber es gibt gewaltige Unterschiede

Kapitel 28: Induktion

Magnetische Felder erzeugen Spannungen: Die Induktion

Es passiert auch im eigenen Leiterkreis: Die Selbstinduktion

Die Induktion: Ein Effekt mit vielen Anwendungen

Kapitel 29: Es geht ständig auf und ab: Wechselstromkreise

Es lebe die Veränderung: Wechselströme

Es kommt auf die Effektivität an: Die Leistung eines Wechselstromkreises

Jede Menge Widerstände

Eine einfache und elegante Darstellung: Zeigerdiagramme

It Don't Mean a Thing if You Ain't Got That Swing: Schwingkreise

Kapitel 30: Der ganze Elektromagnetismus in vier Gesetzen: Die Maxwell'schen Gleichungen

Stand der Dinge: Elektrische und magnetische Felder

Ihr Auftritt, Herr Maxwell!

Monopole, Dipole und Quadrupole

Zum Schluss ein Augenöffner: Elektromagnetische Wellen

Kapitel 31: Halbleiterphysik und Halbleiterbauelemente

Weder Leiter noch Isolatoren: Halbleiter

Halbleiterbauelemente

Halbleitertechnologie

Teil VII: Thermodynamik

Kapitel 32: Leicht komprimierbar: Die Thermodynamik von Gasen

Die vier Zustandsgrößen

Je wärmer, desto größer: Das Gesetz von Gay-Lussac

Ideal oder real: Gasgesetze

Auch Gase besitzen eine Energie: Die Kinematik von Gasteilchen

Kapitel 33: Temperaturphänomene und Wärmetransport

Hitze in Zahlen: Die Temperatur

Mit der Temperatur nimmt auch die Größe zu: Die Wärmeausdehnung

Man kann Wärme auch quantitativ messen

Ein Stoff in verschiedenen Zuständen: Phasen

Langsam, aber stetig: Der Wärmetransport

Kapitel 34: Das Fundament der Thermodynamik: Die Hauptsätze

Null, aber wichtig: Der nullte Hauptsatz

Wärme ist eine Form von Energie: Der erste Hauptsatz

Es geht um Maschinen: Der zweite Hauptsatz

Dritter Hauptsatz

Teil VIII: Eine Art von Revolution: Der Übergang von der klassischen zur modernen Physik

Kapitel 35: Die verflixte Lichtgeschwindigkeit: Die makroskopische Seite der Revolution

Sie geben den Rahmen: Bezugssysteme

Von einem System zum anderen: Transformationen

Die Lichtgeschwindigkeit ist schuld an der Relativitätstheorie

Kapitel 36: Gründe für die Quantenmechanik

Schwarzkörperstrahlung

Der Fotoeffekt

Photon schubst Elektron: Der Compton-Effekt

Die moderne Physik schlägt zurück

Nicht jeder Wert ist erlaubt: Die Quantisierung

Die Schlussfolgerungen

Teil IX: Die moderne Physik der makroskopischen Welt

Kapitel 37: Alles ist nur relativ: Die Relativitätstheorie

Konstanz der Lichtgeschwindigkeit

Der Ausgangspunkt der Relativitätstheorie: Einsteins Postulate

Alles ist relativ

Vom Speziellen zum Allgemeinen

Kapitel 38: Unvorstellbar groß: Das Weltall

Ein Nachbarschaftsbesuch: Das Planetensystem

Sie ist der Chef: Die Sonne

Nur einer von vielen: Die Sterne

Unvorstellbar groß: Das Universum

Das Universum und der ganze Rest

Teil X: Die moderne Physik der mikroskopischen Welt

Kapitel 39: Die Welt wird klarer, aber auch unbestimmter: Die Quantenmechanik

Die Quantenmechanik löst offene Fragen, wirft aber auch neue auf

Sie regelt alles: Die Schrödingergleichung

Ein Topf mit besonderem Inhalt: Die Vorgehensweise der Quantenmechanik

Die wichtigsten Ergebnisse und Schlussfolgerungen der Quantenmechanik

Die Zukunft auf den Schultern der Quantenmechanik

Kapitel 40: Sie bilden die Elemente: Atome

Atommodelle

Einfacher geht's nicht: Das Wasserstoffatom

Vielgestaltige Orbitale: Atome mit vielen Elektronen

Kapitel 41: Perfektion durch Zusammenschluss: Chemische Bindungen und die Bildung von Molekülen

Verschiedene Methoden, sich zu verbinden: Die chemische Bindung

Vereint lebt es sich besser: Moleküle

Aufenthaltswahrscheinlichkeiten: Molekülorbitale

Makromoleküle

Molekülspektren

Kapitel 42: Riesige Verbände von verbundenen Bausteinen: Festkörperphysik

Eine regelmäßige Anordnung: Das Kristallgitter

Die chemische Bindung ist ausschlaggebend: Arten von Festkörpern

Das Gitter ist entscheidend: Festkörpereigenschaften

Auch Gitter können schwingen

Kapitel 43: Der Aufbau von Atomkernen

Äußerst kompakt: Der Aufbau von Atomkernen

Atomkerne können einfach zerfallen: Die natürliche Radioaktivität

Kapitel 44: Es geht um gewaltige Energien: Kernspaltung und Kernfusion

Die Mitte ist begünstigt: Die Weizsäcker'sche Massenformel

Von oben nach unten: Kernspaltung

Von unten nach oben: Kernfusion

Kapitel 45: Klein, aber oho!: Elementarteilchen

Erzeugung und Beobachtung von Elementarteilchen

Zoo der Elementarteilchen

Antimaterie

Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik

Ein Zoo mit ziemlich vielen Teilchen

Teil XI: Der Top-Ten-Teil

Kapitel 46: Zehn spannende Nobelpreise aus den letzten 30 Jahren

Der Nobelpreis 1995: Die Faszination der Neutrinos oder neue Entdeckungen im Teilchenzoo

Der Nobelpreis 1996 (Chemie): Fullerene oder die Entdeckung der ersten Kohlenstoffnanostrukturen

Der Nobelpreis 2002: Ein 100.000-Gallonen-Tank in einer Goldmine oder das Problem der fehlenden Sonnenneutrinos

Der Nobelpreis 2004: Die asymptotische Freiheit oder das Leben in der Ursuppe

Der Nobelpreis 2010: Graphen oder die wundersame Welt im Zweidimensionalen

Der Nobelpreis 2012: Die Manipulation von Quantensystemen oder der Einstieg in neue Quantentechnologien

Der Nobelpreis 2013: Der Ursprung der Masse subatomarer Teilchen oder auf der Jagd nach dem Higgs-Boson

Der Nobelpreis 2015: Die Suche nach den fehlenden Sonnenneutrinos oder die Oszillationen der Neutrinos

Der Nobelpreis 2022: Einstein und die verborgenen Parameter oder die Quantenverschränkung

Der Nobelpreis 2023 (Chemie): Quantenpunkte oder Nanokristalle aus der Zwischenwelt

Kapitel 47: Zehn wichtige Entdeckungen vor 1900

Im freien Fall: Galileis Fallrinne

Selbst 30 Pferde reichten nicht: Die Magdeburger Halbkugeln

Die Zustandsgleichung idealer Gase

Von Bernstein und Froschschenkeln: Die Ursprünge der Elektrizitätslehre

Der

Ø

rsted-Versuch

Faradays Untersuchungen zur Induktion

Die Entdeckung der großen Jupitermonde durch Galilei

Das Doppelspaltexperiment von Young

Es gibt keinen Äther: Der Michelson-Morley-Versuch

Strahlende Aussichten: Die Entdeckung der Radioaktivität

Kapitel 48: Zehn wichtige Entdeckungen nach 1900

Aufspaltung im Magnetfeld: Der Zeeman-Effekt

Der Franck-Hertz-Versuch (1911–1914)

Das Bohr'sche Atommodell (1913)

Die Entwicklung der Quantenmechanik Mitte der 20er-Jahre

Der Nachweis der Elektronenbeugung (1927)

Die Entdeckung von Neutron und Positron (1932)

Das Neutrino: 1933 postuliert, 1956 gefunden

Die Entdeckung der Kernspaltung durch Otto Hahn, Lise Meitner und Fritz Straßmann (1938)

Die Erfindung des Transistors (1947)

Die Entwicklung des Raster-Tunnelmikroskops (1981)

Anhang

Anhang A: Physikalische Konstanten und Größen

Unveränderbar: Physikalische Konstanten

Wichtige physikalische Größen und ihre Einheiten

Ohne Sie geht es nicht: Wichtige Tabellen

Anhang B: Ein klein wenig Mathematik: Mathematische Formelsammlung

Es kommt auf die Richtung an: Die Vektorrechnung

Geometrie

Auf den Winkel kommt es an: Trigonometrie

Differentialrechnung

Eigentlich gar nicht so kompliziert: Die Integralrechnung

Noch einige wichtige Formeln zum Schluss

Lösungen der Aufgaben in Teil I

Kapitel 2

Lösungen der Aufgaben in Teil II

Kapitel 3

Kapitel 4

Kapitel 5

Kapitel 6

Kapitel 7

Kapitel 8

Kapitel 9

Lösungen der Aufgaben in Teil III

Kapitel 10

Kapitel 11

Kapitel 12

Lösungen der Aufgaben in Teil IV

Kapitel 13

Kapitel 14

Kapitel 15

Kapitel 16

Kapitel 17

Lösungen der Aufgaben in Teil V

Kapitel 18

Kapitel 19

Kapitel 20

Kapitel 21

Kapitel 22

Kapitel 23

Lösungen der Aufgaben in Teil VI

Kapitel 24

Kapitel 25

Kapitel 26

Kapitel 27

Kapitel 28

Kapitel 29

Kapitel 30

Kapitel 31

Lösungen der Aufgaben in Teil VII

Kapitel 32

Kapitel 33

Kapitel 34

Lösungen der Aufgaben in Teil VIII

Kapitel 35

Kapitel 36

Lösungen der Aufgaben in Teil IX

Kapitel 37

Kapitel 38

Lösungen der Aufgaben in Teil X

Kapitel 39

Kapitel 40

Kapitel 41

Kapitel 42

Kapitel 43

Kapitel 44

Kapitel 45

Abbildungsverzeichnis

Stichwortverzeichnis

End User License Agreement

Tabellenverzeichnis

Kapitel 2

Tabelle 2.1: Die sieben Grundeinheiten des SI-Systems

Tabelle 2.2: Zur Darstellung von Zahlen mithilfe von Zehnerpotenzen

Tabelle 2.3: Vorsilben zur Darstellung von Einheiten

Kapitel 6

Tabelle 6.1: Überblick über verschiedene Formen der Energie. Beachten Sie, dass...

Kapitel 7

Tabelle 7.1: Erster Vergleich von gradlinigen Bewegungen und Kreisbewegungen

Kapitel 8

Tabelle 8.1: Trägheitsmomente einiger wichtiger Körper. Alle Formeln gelten für ...

Tabelle 8.2: Vergleich der wichtigsten Größen zur Beschreibung von Translations-...

Kapitel 9

Tabelle 9.1: Haft- und Gleitreibungskoeffizienten für eine Reihe von...

Tabelle 9.2: Einige Werte des Rollreibungskoeffizienten

Tabelle 9.3: c

W

-Werte für einige Körper

Kapitel 10

Tabelle 10.1: Elastische Konstanten einiger wichtiger Materialien

Kapitel 11

Tabelle 11.1: Mechanische Kenngrößen einiger Metalle im plastischen Bereich

Tabelle 11.2: Mechanische Kenngrößen einiger ausgewählter spröder Materialien

Tabelle 11.3: Die Mohs-Härte der von Mohs ausgewählten Mineralien

Tabelle 11.4: Indentationsverfahren zur Messung der Härte von Materialien

Kapitel 12

Tabelle 12.1: Oberflächenenergien einiger Flüssigkeiten

Tabelle 12.2: Die dynamische Viskosität einiger Flüssigkeiten

Kapitel 13

Tabelle 13.1: Beispiele von Schwingungen

Tabelle 13.2: Funktionen, die die Schwingungsgleichung erfüllen

Tabelle 13.3: Beispiele harmonischer Schwingungen und die sie beschreibenden Grö...

Kapitel 15

Tabelle 15.1: Bezeichnung der fundamentalen Schwingungen eines Stabes

Kapitel 16

Tabelle 16.1: Größen zur Beschreibung von Wellen

Tabelle 16.2: Vergleich von fortschreitenden und stehenden Wellen

Kapitel 17

Tabelle 17.1: Einige Beispiele für Größenangaben in Dezibel

Tabelle 17.2: Die vier Fälle des Dopplereffekts

Kapitel 18

Tabelle 18.1: Das elektromagnetische Spektrum

Tabelle 18.2: Energetische (links) und fotometrische Größen (rechts) zur quantit...

Kapitel 20

Tabelle 20.1: Die Brechungsindizes einiger Materialien bei 589 nm

Kapitel 23

Tabelle 23.1: Die Brechungsindizes der Bestandteile des Auges.

Kapitel 25

Tabelle 25.1: Zusammenstellung der wichtigsten Größen zur Beschreibung elektrisc...

Tabelle 25.2: Relative Dielektrizitätskonstanten einiger Materialien

Kapitel 26

Tabelle 26.1: Spezifischer Widerstand einiger ausgewählter Materialien

Kapitel 27

Tabelle 27.1: Permeabilitätszahlen für eine Reihe von Materialien

Tabelle 27.2: Curie-Temperaturen einiger ferromagnetischer Materialien

Kapitel 29

Tabelle 29.1: Typische Erzeugerspannungen einiger Kraftwerkstypen

Tabelle 29.2: Wechselstromsysteme in verschiedenen Ländern und bei der Deutschen...

Tabelle 29.3: Begriffe für die Widerstände und ihre Kehrwerte

Kapitel 31

Tabelle 31.1: Bandlücken einiger wichtiger Halbleiter

Kapitel 32

Tabelle 32.1: Die Zustandsgleichungen von idealen Gasen

Tabelle 32.2: Freiheitsgrade von Gasteilchen

Tabelle 32.3: Die Atommassen einiger Elemente

Kapitel 33

Tabelle 33.1: Umrechnung zwischen den Temperaturskalen

Tabelle 33.2: Lineare Ausdehnungskoeffizienten

α

und Volumenausdehnungskoef...

Tabelle 33.3: Werte der spezifischen Wärmekapazität für einige Materialien

Tabelle 33.4: Die bei einem dreiphasigen System fest/flüssig/gasförmig auftreten...

Tabelle 33.5: Massenbezogene latente Wärme einiger Stoffe. Alle Angaben sind in ...

Tabelle 33.6: Wärmeleitfähigkeit verschiedener Materialien

Kapitel 34

Tabelle 34.1: Zusammenfassung der verschiedenen thermodynamischen Prozesse

Tabelle 34.2: Die Einzelschritte des in Abbildung 34.7 dargestellten Carnot-Proz...

Kapitel 36

Tabelle 36.1: Die mittlere Energie bei den drei Strahlungsgesetzen

Tabelle 36.2: Austrittsarbeit einiger Metalle

Kapitel 38

Tabelle 38.1: Die Planeten des Sonnensystems

Tabelle 38.2: Einige Eigenschaften des Mondes

Tabelle 38.3: Die Monde im Sonnensystem

Tabelle 38.4: Einige Eigenschaften der Sonne

Tabelle 38.5: Die chemische Zusammensetzung der Sonne (ppm bedeutet »parts per m...

Tabelle 38.6: Die maximale scheinbare Helligkeit einiger Himmelskörper

Tabelle 38.7: Die Spektralklassen der Sterne

Tabelle 38.8: Das Alter einiger Systeme

Tabelle 38.9: Einige Eigenschaften des Universums

Tabelle 38.10: Zeitplan der Entwicklung des Kosmos

Kapitel 39

Tabelle 39.1: Wichtige quantenmechanische Operatoren

Kapitel 40

Tabelle 40.1: Eigenschaften der drei Atombausteine; e ist die Elementarladung.

Tabelle 40.2: Die vier Quantenzahlen des Wasserstoffatoms

Kapitel 41

Tabelle 41.1: Chemische Bindungen

Tabelle 41.2: Siede- und Schmelzpunkte einiger Edelgase

Kapitel 42

Tabelle 42.1: Die 14 Bravaisgitter

Kapitel 43

Tabelle 43.1: Details einiger Atomkerne

Tabelle 43.2: Wichtige Strahlungseinheiten

Kapitel 44

Tabelle 44.1: Die Konstanten der Weizsäcker'schen Massenformel (die Werte sind g...

Tabelle 44.2: Übersicht über die wichtigsten Reaktortypen

Tabelle 44.3: Zu Aufgabe 44.4

Kapitel 45

Tabelle 45.1: Übersicht über die sechs Quarks

Tabelle 45.2: Massen und Strukturen einiger wichtiger Baryonen

Tabelle 45.3: Masse und Zusammensetzung einiger wichtiger Mesonen

Tabelle 45.4: Eigenschaften von Leptonen. Die Ladung ist in Elementarladungen an...

Tabelle 45.5: Die drei Generationen der Fundamentalteilchen

Kapitel 47

Tabelle 47.1: Die Eigenschaften der vier großen Jupitermonde. Zum Vergleich sind...

Anhang A

Tabelle A.1: Physikalische Konstanten

Tabelle A.2: Die sieben physikalischen Grundgrößen

Tabelle A.3: Mechanische Größen und ihre Einheiten

Tabelle A.4: Zur Umrechnung zwischen den Druckeinheiten

Tabelle A.5: Optische Größen und ihre Einheiten

Tabelle A.6: Wichtige elektromagnetische Größen und ihre Einheiten

Tabelle A.7: Wichtige thermodynamische Größen und ihre Einheiten

Tabelle A.8: Umrechnung zwischen den Temperaturskalen

Tabelle A.9: Wichtige Strahlungseinheiten

Tabelle A.10: Elektronenkonfiguration der leichtesten Elemente

Tabelle A.11: Nobelpreisträger für Physik (Auswahl)

Anhang B

Tabelle B.1: Wichtige Beziehungen zwischen Sinus und Kosinus

Tabelle B.2: Die Ableitungen und Stammfunktionen (siehe unten) einiger wichtiger...

Orientierungspunkte

Cover

Titelblatt

Impressum

Über die Autoren

Inhaltsverzeichnis

Einleitung

Fangen Sie an zu lesen

Anhang A: Physikalische Konstanten und Größen

Anhang B: Ein klein wenig Mathematik: Mathematische Formelsammlung

Lösungen der Aufgaben in Teil I

Lösungen der Aufgaben in Teil II

Lösungen der Aufgaben in Teil III

Lösungen der Aufgaben in Teil IV

Lösungen der Aufgaben in Teil V

Lösungen der Aufgaben in Teil VI

Lösungen der Aufgaben in Teil VII

Lösungen der Aufgaben in Teil VIII

Lösungen der Aufgaben in Teil IX

Lösungen der Aufgaben in Teil X

Abbildungsverzeichnis

Stichwortverzeichnis

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