Einführung in die Theoretische Physik

ISBN-13: 9783662674383 / Niemiecki / Miękka / 2023

Robin Santra

Opis

Dieses Lehrbuch bietet Studierenden der ersten Semester eine Einführung in die Theoretische Physik sowie die dazu erforderlichen mathematischen Werkzeuge. Parallel zu den Inhalten der Klassischen Mechanik lernen Sie die nötige Mathematik gleich mit – und auch die Denkweise in der Theoretischen Physik kennen. Unter sorgfältiger Berücksichtigung des Wissensstands von Studienanfängern wird eine ausführliche, schrittweise Darstellung von allen Herleitungen und Beispielen geboten. Dabei werden Ihnen nicht nur die analytischen Lösungsverfahren gezeigt, sondern Sie erhalten auch einen Einblick in die große Bedeutung von computergestützten, numerischen Verfahren. Das Buch beginnt mit den Leitbegriffen des Zustands und der Bewegungsgleichung, worauf aufbauend die Struktur der Newton‘schen Mechanik in leicht nachvollziehbarer Art und Weise vermittelt wird. Als dazugehörige mathematische Themen werden komplexe Zahlen, Vektoren und Matrizen, Taylor-Reihen, gewöhnliche Differenzialgleichungen, Fourier-Reihen, partielle Ableitungen und Elemente der Vektoranalysis behandelt. Ebenso finden Sie in diesem Buch eine Untersuchung elementarer Erhaltungssätze als auch deren Anwendung auf physikalische Fragestellungen wie z.B. die Begründung der Kepler‘schen Gesetze.

Spis treści

Vorwort.- 1 Grundkonzepte.- 2 Beschreibung der Bewegung von Massenpunkten.- 3 Dynamische Gesetze für einen Massenpunkt.- 4 Gewöhnliche Differenzialgleichungen.- 5 Fourier-Reihen.- 6 Nichtlineare Dynamik.- 7 Systeme mit mehr als einem Teilchen.- 8 Partielle Ableitungen.- 9 Energie.- 10 Zweiteilchenproblem mit Gravitationskraft.- 11 Drehbewegungen.- 12 Spezielle Relativitätstheorie  - 13 Anhänge: A Computerprogramm zu Kap. 1.- B Computerprogramm zu Kap. 6.- Index.

O autorze

Robin Santra studierte Physik und promovierte an der Universität Heidelberg. Nach Postdoc-Aufenthalten an der University of Colorado in Boulder und an der Harvard University wurde er 2005 Wissenschaftler am Argonne National Laboratory und 2008 zusätzlich Professor an der University of Chicago. Seit 2010 ist Robin Santra Professor für Theoretische Physik an der Universität Hamburg und Leitender Wissenschaftler am Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY. In seiner Forschung beschäftigt er sich mit Ultrakurzzeitprozessen und mit der Wechselwirkung von hochintensivem Licht mit Materie.

Blurb

Dieses Lehrbuch bietet Studierenden der ersten Semester eine Einführung in die Theoretische Physik sowie die dazu erforderlichen mathematischen Werkzeuge. Parallel zu den Inhalten der Klassischen Mechanik lernen Sie die nötige Mathematik gleich mit – und auch die Denkweise in der Theoretischen Physik kennen.

 

Unter sorgfältiger Berücksichtigung des Wissensstands von Studienanfängern wird eine ausführliche, schrittweise Darstellung von allen Herleitungen und Beispielen geboten. Dabei werden Ihnen nicht nur die analytischen Lösungsverfahren gezeigt, sondern Sie erhalten auch einen Einblick in die große Bedeutung von computergestützten, numerischen Verfahren.

 

Das Buch beginnt mit den Leitbegriffen des Zustands und der Bewegungsgleichung, worauf aufbauend die Struktur der Newton‘schen Mechanik in leicht nachvollziehbarer Art und Weise vermittelt wird. Als dazugehörige mathematische Themen werden komplexe Zahlen, Vektoren und Matrizen, Taylor-Reihen, gewöhnliche Differentialgleichungen, Fourier-Reihen, partielle Ableitungen und Elemente der Vektoranalysis behandelt. Ebenso finden Sie in diesem Buch eine Untersuchung elementarer Erhaltungssätze als auch deren Anwendung auf physikalische Fragestellungen wie z.B. die Begründung der Kepler‘schen Gesetze.

 

Der Inhalt

Grundkonzepte - Beschreibung der Bewegung von Massenpunkten - Dynamische Gesetze für einen Massenpunkt - Gewöhnliche Differenzialgleichungen - Fourier-Reihen - Nichtlineare Dynamik - Systeme mit mehr als einem Teilchen -  Partielle Ableitungen – Energie - Zweiteilchenproblem mit Gravitationskraft - Drehbewegungen - Spezielle Relativitätstheorie

Der Autor 

Robin Santra studierte Physik und promovierte an der Universität Heidelberg. Nach Postdoc-Aufenthalten an der University of Colorado in Boulder und an der Harvard University wurde er 2005 Wissenschaftler am Argonne National Laboratory und 2008 zusätzlich Professor an der University of Chicago. Seit 2010 ist Robin Santra Professor für Theoretische Physik an der Universität Hamburg und Leitender Wissenschaftler am Deutschen Elektronen-Synchrotron DESY. In seiner Forschung beschäftigt er sich mit Ultrakurzzeitprozessen und mit der Wechselwirkung von hochintensivem Licht mit Materie.