Physik Und Umwelt

ISBN-13: 9783322831309 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 455 str.

Egbert Boeker; Rienk Van Grondelle; Klaus Kurre

Opis

Da der Mensch mit der Technik und ihren Folgen die Umwelt stark ver ndert, ist uns sp testens seit Tschernobyl und dem Auftreten des Ozonlochs bewu t. T glich werden wir mit physikalischen Messungen von Umwelteigenschaften konfrontiert, deren physikalische Prinzipien und Aussage wir zumeist glauben m ssen. "Physik und Umwelt" schlie t nun die L cke f r den physikalisch vorgebildeten Nichtfachmann, der keine spezielle Literatur zu Rate ziehen m chte. Entstanden aus Vorlesungen der Autoren an der Universit t Amsterdam ist es auch f r Vorlesungen des Hauptstudiums f r Ingenieure und Physiker geeignet. Damit bietet das Buch in Thema und Niveau eine ideale Erg nzung zu dem bew hrten Vieweg-Titel "Chemie und Umwelt" von Andreas Heintz und Guido Reinhardt.

Recenzje

"Alles in allem ein sehr empfehlenswertes Buch für alle, die sich wirklich sachkundig mit Umweltphysik beschäftigen wollen."(junge wissenschaft, Heft 56,November 1999)

Spis treści

1 Einführung.- 1.1 Das Wirtschaftssystem.- 1.2 Leben im Treibhaus.- 1.3 Freude am Sonnenlicht.- 1.4 Transport von Materie, Energie und Impuls.- 1.5 Soziale und politische Zusammenhänge.- 2 Grundlagen der Spektroskopie.- 2.1 Das Sonnenspektrum.- 2.1.1 Schwarzkörperstrahlung.- 2.1.2 Das Emissionsspektrum der Sonne.- 2.2 Wechselwirkungen von Licht und Materie.- 2.2.1 Das Übergangsdipolmoment.- 2.2.2 Die Einstein-Koeffizienten.- 2.2.3 Das Lambert-Beersche Gesetz.- 2.3 Biomoleküle, Ozon und UV-Strahlung.- 2.3.1 Die Spektroskopie von Biomolekülen.- 2.3.2 UV-Strahlung und Leben.- 2.3.3 Der Ozonfilter.- 3 Das globale Klima.- 3.1 Das Energiegleichgewicht: Ein nulldimensionales Treibhausmodell.- 3.2 Grundlagen von Wetter und Klima.- 3.3 Klimaveränderungen und Modellgestaltung.- 4 Energie für die Menschen.- 4.1 Wärmeübertragung.- 4.2 Energie aus (hauptsächlich) fossilen Brennstoffen.- 4.2.1 Thermodynamische Variablen.- 4.2.2 Umwandlung von Wärme in Arbeit und umgekehrt; nutzbare Arbeit.- 4.2.3 Wärmemaschinen: Umwandlung von Wärme in Arbeit.- 4.2.4 Der Verbrennungsmotor: Umwandlung chemischer Energie in Arbeit.- 4.2.5 Das Wärmerohr.- 4.2.6 Elektrizität.- 4.2.7 Energiespeicherung und Energietransport.- 4.2.8 Reduzierung der Umweltverschutzung.- 4.2.9 Kühlung.- 4.2.10 Transport.- 4.3 Die Kosten der Energieumwandlung.- 4.4 Erneuerbare Energieressourcen.- 4.4.1 Solarwärme und Elektrizität.- 4.4.2 Windenergie.- 4.4.3 Wellen.- 4.4.4 Bioenergie.- 4.4.5 Wasserkraft und Brennstoffzellen.- 4.5 Kernenergie.- 4.5.1 Stromerzeugung durch Kernspaltung.- 4.5.2 Die Stromerzeugung aus der Kernfusion.- 4.5.3 Strahlung und Sicherheit.- 4.5.4 Handhabung des Brennstoffkreislaufs; Abfälle.- 5 Schadstofftransport.- 5.1 Diffusion.- 5.2 Strömungen in Flüssen.- 5.3 Grundwasserströme.- 5.4 Die Gleichungen der Strömungsdynamik.- 5.5 Turbulenz.- 5.6 Gaußsche Abluftfahnen in der Luft.- 5.7 Turbulente Strahlen und Wolken.- 5.8 Physik der Schwebeteilchen.- 6 Lärm.- 6.1 Grundlagen der Akustik.- 6.2 Menschliches Hörvermögen und Lärmkriterien.- 6.3 Reduzierung der Schallübertragung.- 6.4 Aktive Lärmkontrolle.- 7 Umweltspektroskopie: Einige Beispiele.- 7.1 Ein kurzer Überblick über die Spektroskopie.- 7.1.1 Besetzung von Energiebändern und Intensität.- 7.1.2 Das Übergangsdipolmoment: Auswahlregeln.- 7.1.3 Linienbreiten.- 7.2 Atomspektren.- 7.2.1 Atome mit einem Leuchtelektron.- 7.2.2 Atome mit mehreren Elektronen.- 7.3 Molekülspektren.- 7.3.1 Rotationsübergänge.- 7.3.2 Schwingungsübergänge.- 7.3.3 Elektronische Übergänge in Molekülen.- 7.4 Streuung.- 7.4.1 Ramanstreuung.- 7.4.2 Rayleigh-Streuung.- 7.4.3 Mie-Streuung.- 7.5 Spektroskopie der inneren Elektronen von Atomen und Molekülen.- 7.5.1 Röntgenemissionsspektroskopie.- 7.5.2 Röntgenabsorptionsspektren.- 7.5.3 Der Auger-Effekt.- 7.5.4 Photoemissionsspektroskopie (XPS).- 7.6 Spektroskopische Techniken bei Umweltmessungen.- 7.6.1 Ein globales Vorgehen zur Beobachtung der Verschmutzung der oberen Atmosphäre: Eine kurze Beschreibung des UARS-Satelliten der NASA.- 7.6.2 UV-LIDAR: Ein Verfahren zur Bestimmung der stratosphärischen Ozon Verteilung an einem bestimmten Punkt.- 7.6.3 Energieselektive Molekülspektroskopie.- 7.6.4 Teilcheninduzierte Röntgenemission (PIXE).- 8 Der gesellschaftliche Aspekt.- 8.1 Risikoabschätzung.- 8.2 Energie- und Umweltpolitik.- 8.3 Vermeidung einer Katastrophe.- 8.4 Änderung unserer Denkweise.- Anhang A: Gauß-, Delta- und Fehlelfunktion.- Anhang B: Einige Vektorableitungen.- Anhang C: Tabellen.- Sachwortverzeichnis.

O autorze

Egbert Boeker und Riek van Grondelle lehren an der Universität Amsterdam.