Lehrbuch Der Theoretischen Physik: Band II - Klassische Physik I Mechanik Geordneter Und Ungeordneter Bewegungen

ISBN-13: 9783642492327 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 376 str.

Siegfried Flugge

Opis

Mit dem vorliegenden zweiten Band des Gesamtwerks schliesse ich die noch bestehende Lucke in der Darstellung der klassischen Physik. Es bleibt nunmehr nur der funfte Band, der die Quantentheorie der Felder zum Gegenstand haben soll. Die Prinzipien, auf denen das Gesamtwerk aufgebaut ist, habe ich in den Vorworten der fruher erschienenen Bande eingehend dargelegt, so dass es ihrer Wiederholung hier nicht mehr bedarf. Auch im vorliegen den Band ist manches Altgewohnte weggelassen und manches andere, das im normalen Lehrbuchstoff nicht oder nur am Rande auftritt, hinzugefugt worden. Die Vorbereitung der Atomphysik ist in der etwas breiteren Ausfuhrung der linearen Kette als Anwendungsbeispiel fur die Konstruktion von Normalkoordinaten, in der Darstellung der Poisson Klammern, in der Behandlung des schwingenden Tropfens, besonders aber in den Ausfuhrungen des statistischen Kapitels stark in den Vorder grund geruckt. Die mathematische Ahnlichkeit von Problemen der Kontinuumsmechanik zu solchen der im dritten Band behandelten elektromagnetischen Erscheinungen ist durch eine grosse Zahl von Hin weisen betont. Sie mag auch den kleinen Abschnitt uber Erdbeben wellen rechtfertigen. Die klassische Thermodynamik ist hinter die Statistik gesetzt, weil dies ein besseres physikalisches Verstandnis und eine Eingliederung in die Gesamtphysik erlaubt, in der die Thermo dynamik sonst leicht als Fremdkorper verbleibt, den man im Unterricht nur zu gern dem Physikochemiker uberlasst. Die fur die Kreisprozesse eingefuhrten Blockdiagramme scheinen mir das Verstandnis zu erleich tern - jedenfalls habe ich mir selbst vor Jahrzehnten die Vorgange auf diesem Wege klar gemacht."

Spis treści

I. Mechanik eines Systems von Massenpunkten.- § 1. Grundbegriffe.- a) Schwerpunkt. Impuls.- b) Kinetische Energie. Leistung.- c) Drehimpuls. Drehmoment.- d) Abgeschlossenes System. Erhaltungssätze.- § 2. Massenpunktsystem mit Nebenbedingungen (Lagrangesche Gleichungen erster Art).- a) Pendel. Atwoodsche Fallmaschine.- b) Bewegung eines Massenpunktes auf einer Fläche.- c) Systeme aus mehreren Massenpunkten mit Nebenbedingungen.- d) Vorläufiges über starre Körper.- § 3. Rotierendes Koordinatensystem.- a) Massenpunkt in einem um die z-Achse rotierenden Koordinatensystem.- b) Vektorielle Behandlung bei beliebiger Orientierung der Rotationsachse.- c) Bewegungen auf der rotierenden Erdkugel.- d) Foucaultsches Pendel.- § 4. Mechanik des starren Körpers.- a) Drehung um eine feste Achse.- b) Kräftefreie Bewegung eines starren Körpers um einen festen Punkt.- § 5. Lagrangesche Gleichungen zweiter Art.- a) Das d’Alembertsche Prinzip.- b) Einführung geeigneter Koordinaten.- c) Beispiele.- d) Potentielle Energie. Lagrangefunktion.- e) Das Hamiltonsche Variationsprinzip.- f) Das Zykloidenpendel als Beispiel.- g) Das Kugelpendel als Beispiel.- § 6. Die kanonischen Gleichungen.- a) Generalisierte Impulse. Kanonische Gleichungen.- b) Beispiele zu den kanonischen Gleichungen.- § 7. Kanonische Transformationen.- a) Allgemeine Theorie.- b) Anwendungsbeispiele.- § 8. Kanonische Punkttransformationen. Normalkoordinaten.- a) Allgemeine Theorie.- b) Die lineare Kette als Beispiel.- § 9. Kanonische Invarianten.- a) Die kanonische Gruppe.- b) Die Poisson-Klammern.- c) Behandlung einer Zentralkraft mit Hilfe der Poisson-Klammern.- d) Die kanonische Invarianz der Poisson-Klammern.- II. Mechanik der Kontinua.- § 10. Deformationstensor und Spannungstensor.- a) Der Deformationszustand.- b) Der Spannungszustand.- c) Das allgemeine Hookesche Gesetz.- d) Elastische Konstanten eines isotropen Materials.- e) Elastische Konstanten des kubischen Gitters.- §11. Statik und Dynamik elastischer Körper.- a) Kräfte und Momente. Gleichgewicht.- b) Formänderungsarbeit.- c) Dynamik elastischer Körper.- §12. Elastische Wellen.- a) Longitudinale und transversale Wellen.- b) Randbedingungen an einer freien Oberfläche.- c) Oberflächenwellen.- d) Erdbebenwellen.- §13. Feldtheoretische Formulierung der Elastizitätstheorie.- a) Hamiltonsches Prinzip. Feldgleichungen.- b) Hamiltonfunktion. Kanonische Gleichungen. Energiesatz.- § 14. Hydrodynamik zäher Flüssigkeiten.- a) Allgemeine Grundgleichungen der Kontinuumsmechanik.- b) Die Navier-Stokessche Gleichung.- c) Die Widerstandsformel von Stokes.- § 15. Hydrodynamik vollkommener Flüssigkeiten.- a) Allgemeine Theorie. Eulersche Gleichung.- b) Potentialströmung.- c) Zweidimensionale Potentialströmung.- § 16. Freie Flüssigkeitsoberflächen.- a) Randbedingungen.- b) Wellen auf einer horizontalen Wasserfläche.- c) Schwingender Tropfen.- § 17. Erweiterungen des Hookeschen Gesetzes.- III. Einführung in die statistische Methode.- § 18. Makro- und Mikrozustände. Wahrscheinlichkeit eines Makrozustandes.- § 19. Entropie. Stirlingsche Formel.- §20. Ideales Gas.- a) Gleichgewichtszustand.- b) Schwankungen um den Mittelwert.- c) Freie Weglänge. Transporterscheinungen.- §21. Ideales Gas aus zweiatomigen Molekülen.- a) Vibrationswärme.- b) Rotationswärme.- § 22. Hohlraumstrahlung.- a) Klassische Entropie.- b) Quantentheorie.- § 23. Spezifische Wärme fester Körper.- § 24. Übergangswahrscheinlichkeiten. H-Theorem.- § 25. Die Boltzmannsche Stoßgleichung.- § 26. Aufbau der kinetischen Gastheorie auf die Boltzmann-Gleichung.- § 27. Abweichungen vom Gleichgewicht. Die erste Näherung von CHAPMAN und ENSKOG.- § 28. Die Metallelektronen als Gas.- § 29. Grundlagen der Quantenstatistik.- a) Grundlagen der Bose-Einstein-Statistik.- b) Grundlagen der Fermi-Dirac-Statistik.- c) Methode der Übergangswahrscheinlichkeiten.- § 30. Quantenstatistik einatomiger Gase.- a) Allgemeines Formelschema.- b) Hohe Temperaturen.- c) Tiefe Temperaturen.- IV. Klassische Thermodynamik.- § 31. Der erste Hauptsatz (Energiesatz).- a) Innere Energie. Arbeit. Enthalpie.- b) Kreisprozeß. Wärmekraftmaschine.- c) Isotherm-isochorer Kreisprozeß. Irreversibilität.- d) Spezifische Wärme. Adiabatischer Prozeß.- e) Der Carnotsche Kreisprozeß.- § 32. Der zweite Hauptsatz (Entropiesatz).- a) Formulierung des zweiten Hauptsatzes.- b) Die Kelvinsche absolute Temperaturskala.- c) Entropie.- §33. Anwendungen des zweiten Hauptsatzes.- a) Spezifische Wärmen.- b) Thermodynamische Potentiale.- c) Einfache Beispiele.- § 34. Das van der Waalssche Modell der reellen Gase.- a) Die Zustandsgieichung.- b) Thermodynamische Beziehungen.- c) Joule-Thomson-Effekt.- § 35. Gasmischung.- a) Reversible Gasmischung.- b) Irreversible Gasmischung.- § 36. Phasenumwandlungen.- a) Allgemeine Theorie.- b) Gleichgewicht zweier Phasen. Clausius-Clapeyronsche Gleichung.- c) Beispiele: Verdampfen und Schmelzen.- d) Phasenumwandlungen zweiter Ordnung.- § 37. Thermochemie.- a) Reaktionsgleichgewicht.- b) Die Gleichgewichtskonstante.- c) Berechnung der Gleichgewichtskonstanten.- d) Durchführung eines Beispiels.

O autorze

Siegfried Flügge was born on March 16, 1912 in Dresden. He studied physics in Dresden, Frankfurt, and Göttingen, where he completed his doctorate in 1933 under the supervision of Max Born. After holding positions at the universities of Frankfurt and Leipzig, he worked in Berlin as a theorist-in-residence with Otto Hahn and Lise Meitner. Here he witnessed the historical moment of nuclear fission and took an active part in its interpretation.In 1944 Flügge became professor in Königsberg. He taught in Göttingen from 1945 to 1947 when he accepted a chair in theoretical physics in Marburg. Finally, in 1961, he followed a call to Freiburg where he taught until his retirement in 1977. He died in December 1997.Flügge worked primarily in theoretical nuclear physics, but he also published widely in quantum physics, astrophysics, and other areas. His numerous textbooks served as standard references to generations of students. He also single-handedly edited the monumental Encyclopedia of Physics.