Repetitorium Der Physik

ISBN-13: 9783519330127 / Niemiecki / Miękka / 1990 / 545 str.

Fritz Kurt Kneubuhl

Opis

Mit den bisherigen drei Auflagen hat sich das Repetitorium der Physik bewahrt als Basis des allgemeinen Physikunterrichts an Hochschulen sowie als Handbuch in Idustrie, an Universitaten, Technischen Hochschulen und Fachhochschulen. Dies bestatigt die russische Ubersetzung dieses Buches, welche 1981 von einem Moskauer Verlag in grosser Auflage erstellt und verbreitet wurde. Es wurde verfasst aufgrund langjahriger Erfahrung im propadeutischen Physikunterricht fur Physiker, Mathematiker, Elektro ingenieure, Chemiker und Naturwissenschafter. Dabei halfen mir zahlreiche Kommentare und Hinweise von Studenten, Assistenten und Kollegen. Es bildet ein Konzentrat von Konzepten und Aspekten der Grundlagen der heutigen Physik. Entsprechend seinem Charakter als Lehr- und Handbuch des Hochschulunterrichts stellt es hohere Anforderun gen als Lehrbucher fur den Physikunterricht an Hoheren Technischen Lehranstalten und Fachhochschulen, wie z. B. Physik fur Ingenieure von P. Dobrinski, G. Krakau und A. Vogel, B. G. Teubner, Stuttgart. Unter diesem Gesichtspunkt empfiehlt es sich jedoch auch als Handbuch fur Fachhochschuldozenten und Gymnasiallehrer. Das Repetitorium umfasst zehn Kapitel uber die massgebenden Themen der propadeuti schen Physik, deren Reihenfolge sich im Unterricht bewahrt hat. Text und Formeln wer den erganzt durch Figuren und physikalische Tabellen, welche den gebotenen Stoff ver anschaulichen und konkretisieren. Fur den Benutzer des Buches ebenso wichtig ist der Anhang mit umfassenden Tabellen uber physikalische Einheiten und Konstanten, mathe matische Funktionen und Beziehungen. Zusatzlich enthalt er ein Fachworterverzeichnis Englisch-Deutsch-Franzosisch sowie eine umfangreiche Liste der aktuellen Fachliteratur. Dadurch dient das Repetitorium der Physik dem Studenten als Ausgangspunkt fur weitere Explorationen im weiten Bereich der modernen Physik."

Spis treści

1 Mechanik des Massenpunktes.- 1.1 Grundbegriffe.- 1.1.1 Mechanik.- 1.1.2 Masse und Massenpunkt.- 1.1.3 Die Länge.- 1.1.4 Die Zeit.- 1.2 Kinematik des Massenpunktes.- 1.2.1 Der Massenpunkt auf der Geraden.- 1.2.2 Der Massenpunkt im dreidimensionalen Raum.- 1.2.3 Die Kreisbewegung.- 1.2.4 Kinematik bezogen auf die Bahn des Massenpunktes.- 1.3 Die Newtonschen Axiome.- 1.3.1 Das Prinzip vom Parallelogramm der Kräfte.- 1.3.2 Das Reaktionsprinzip.- 1.3.3 Das Trägheitsgesetz.- 1.3.4 Das Grundgesetz der Dynamik.- 1.3.5 Integralform des Grundgesetzes.- 1.4 Arbeit und Energie.- 1.4.1 Die Arbeit.- 1.4.2 Die Leistung.- 1.4.3 Kraftfelder.- 1.4.4 Konservative Kraftfelder.- 1.4.5 Die potentielle Energie.- 1.4.6 Die kinetische Energie.- 1.5 Die Gravitation.- 1.5.1 Die Keplerschen Gesetze.- 1.5.2 Das universelle Gravitationsgesetz von Newton.- 1.5.3 Gravitationsfeld eines Massenpunktes.- 1.5.4 Gravitationsfeld eines Systems von Massenpunkten.- 1.5.5 Massenverteilung und Dichte.- 1.5.6 Gravitationsfeld einer kontinuierlichen Massenverteilung.- 1.5.7 Gravitationsfeld einer homogenen Kugel.- 1.5.8 Gravitationsfeld einer kugelsymmetrischen Massenverteilung.- 1.5.9 Das Gewicht.- 1.5.10 Gewichtsbedingte Bewegungen.- 1.5.11 Identität von schwerer und träger Masse.- 1.6 Zentralbewegungen.- 1.6.1 Mechanisches Drehmoment und Drall.- 1.6.2 Bewegungen bedingt durch Zentralkräfte.- 1.7 Rückstoß und Raketenantrieb.- 1.7.1 Der Rückstoß eines Geschützes.- 1.7.2 Der Schub der Düse.- 1.7.3 Die allgemeine Raketengleichung.- 1.7.4 Die Bewegung der kräftefreien Rakete.- 1.8 Systeme von Massenpunkten.- 1.8.1 Der Impulssatz.- 1.8.2 Impulserhaltung.- 1.8.3 Der Schwerpunktsatz.- 1.8.4 Der Drallsatz.- 1.8.5 Erhaltung des Dralls.- 1.8.6 Der Energiesatz.- 1.9 Stöße.- 1.9.1 Das Stoßproblem.- 1.9.2 Erhaltungssätze.- 1.9.3 Stoßtypen.- 1.9.4 Der Stoß auf der Geraden.- 1.9.5 Der ebene elastische Stoß von gleichen Massen.- 1.10 Gleichgewicht und Stabilität.- 1.10.1 Gleichgewichtslagen.- 1.10.2 Klassifizierung des Gleichgewichts.- 1.10.3 Strukturelle Stabüität.- 1.10.4 Katastrophen.- 1.10.5 Der Wattsche Zentrifugalregulator.- 1.11 Darstellungen der klassischen Mechanik.- 1.11.1 Newton-Mechanik.- 1.11.2 Lagrange-Mechanik.- 1.11.3 Hamilton-Mechanik.- 1.11.4 Hamilton-Jacobi-Mechanik.- 2 Relativität.- 2.1 Klassische Relativität gleichförmig bewegter Bezugssysteme.- 2.1.1 Das Relativitätsprinzip.- 2.1.2 Die Galilei-Transformation.- 2.1.3 Die klassische Mechanik.- 2.2 Klassische Relativität beschleunigter Bezugssysteme.- 2.2.1 Trägheitskräfte.- 2.2.2 Das Prinzip von d’Alembert.- 2.2.3 Gleichförmig rotierende Bezugssysteme.- 2.2.4 Die Erde als rotierendes Bezugssystem.- 2.3 Die spezielle Relativitätstheorie.- 2.3.1 Widersprüche zur klassischen Relativität.- 2.3.2 Die Theorie von Einstein.- 2.3.3 Der Grenzfall kleiner Geschwindigkeiten.- 2.4 Aspekte der speziellen Relativitätstheorie.- 2.4.1 Die Addition von Geschwindigkeiten.- 2.4.2 Die Lorentz-Kontraktion.- 2.4.3 Die Zeitdilatation.- 2.4.4 Relativität der Gleichzeitigkeit.- 2.4.5 Relativistische Beschleunigung.- 2.5 Die relativistische Energie.- 2.5.1 Die Beziehung von Einstein.- 2.5.2 Relativistische Energie und Ruhmasse.- 2.5.3 Relativistische Energie und Impuls.- 2.5.4 Die kinetische Energie.- 3 Mechanik der starren Körper.- 3.1 Grundbegriffe und Kinematik.- 3.1.1 Definition des starren Körpers.- 3.1.2 Masse und Dichte.- 3.1.3 Der Schwerpunkt.- 3.1.4 Drehungen des starren Körpers.- 3.1.5 Freiheitsgrade der Bewegung.- 3.2 Statik des starren Körpers.- 3.2.1 Kräfte am starren Körper.- 3.2.2 Kräftepaare.- 3.2.3 Die Dyname.- 3.2.4 Die Wirkung der Schwerkraft auf den starren Körper.- 3.3 Der starre Rotator.- 3.3.1 Kinematik des starren Rotators.- 3.3.2 Das Trägheitsmoment.- 3.3.3 Der Drehimpuls des starren Rotators.- 3.3.4 Dynamik des starren Rotators.- 3.3.5 Das physikalische Pendel.- 3.4 Der Kreisel.- 3.4.1 Kinematik des Kreisels.- 3.4.2 Drehimpuls und kinetische Energie.- 3.4.3 Dynamik des kräftefreien Kreisels.- 3.4.4 Kreisel unter dem Einfluß von Kräften.- 4 Mechanik deformierbarer Medien.- 4.1 Mechanische Eigenschaften der Materie.- 4.1.1 Mechanische Spannungen.- 4.1.2 Oberflächenspannung.- 4.1.3 Übersicht.- 4.2 Statik der Flüssigkeiten und Gase.- 4.2.1 Massenkräfte.- 4.2.2 Volumenkräfte oder Kraftdichten.- 4.2.3 Druck und Druckgradient.- 4.2.4 Flüssigkeiten und Gase im Schwerefeld.- 4.3 Kinematik der Flüssigkeiten und Gase.- 4.3.1 Lokale und totale zeitliche Änderungen.- 4.3.2 Die Kontinuitätsgleichung.- 4 3.3 Stationäre Strömungen.- 4.3.4 Strömungen inkompressibler Flüssigkeiten.- 4.3.5 Stationäre Potentialströmungen.- 4.3.6 Rotation und Zirkulation.- 4.4 Dynamik der reibungslosen Flüssigkeiten und Gase.- 4.4.1 Die Bewegungsdifferentialgleichung.- 4.4.2 Die Bernoulli-Gleichung.- 4.4.3 Die Bernoulli-Gleichung inkompressibler reibungsloser Flüssigkeiten.- 4.4.4 Laminare Strömung einer inkompressiblen reibungslosen Flüssigkeit in einem Rohr.- 4.5 Potentialströmungen inkompressibler Flüssigkeiten.- 4.5.1 Definition.- 4.5.2 Das Geschwindigkeitspotential.- 4.5.3 Paradoxon von d’Alembert.- 4.5.4 Komplexe Darstellung der ebenen Potentialströmung.- 4.5.5 Komplexe Darstellung einer Quelle in der Ebene.- 4.5.6 Die komplexe Darstellung der Potentialströmung um einen Zylinder.- 4.6 Wirbel.- 4.6.1 Der Potentialwirbel.- 4.6.2 Die Helmholtzschen Wirbelsätze.- 4.6.3 Strömungen um Wirbelfäden.- 4.7 Überschallströmungen.- 4.7.1 Der Machsche Kegel.- 4.7.2 Unter- und Überschallströmungen eines idealen Gases in einem Rohr.- 4.8 Dynamik viskoser Flüssigkeiten und Gase.- 4.8.1 Viskosität.- 4.8.2 Spannungstensoren der Viskosität.- 4.8.3 Volumenkräfte der Viskosität.- 4.8.4 Die Bewegungsgleichung viskoser Medien.- 4.8.5 Reibungswiderstand in viskosen Flüssigkeiten.- 4.8.6 Ähnlichkeitsgesetze.- 4.9 Turbulente Strömungen.- 4.9.1 Turbulenz und Reynolds-Kriterium.- 4.9.2 Turbulente Strömung in einem Rohr.- 4.9.3 Die Prandtlsche Grenzschicht.- 4.9.4 Druckwiderstand auf umströmte Körper.- 4.9.5 Strömungswiderstand einer Kugel.- 4.9.6 Widerstand einer Strömung parallel zu einer Wand.- 4.10 Der dynamische Auftrieb.- 4.10.1 Das Gesetz von Kutta-Joukowski.- 4.10.2 Der Magnus-Effekt.- 4.10.3 Auftrieb und induzierter Widerstand eines Flügels.- 5 Elektrizität und Magnetismus.- 5.1 Elektrostatik.- 5.1.1 Die elektrische Ladung.- 5.1.2 Wechselwirkung zwischen zwei elektrischen Punktladungen.- 5.1.3 Elektrische Felder.- 5.1.4 Elektrostatik von Metallen.- 5.1.5 Elektrische Kondensatoren.- 5.1.6 Die Energie im elektrischen Feld.- 5.1.7 Kräfte im elektrischen Feld.- 5.1.8 Permanente elektrische Dipole.- 5.1.9 Induzierte elektrische Dipole.- 5.2 Dielektrische Eigenschaften der Materie.- 5.2.1 Phänomenologie.- 5.2.2 Grenzfläche zwischen zwei Dielektrika.- 5.2.3 Die elektrische Polarisation.- 5.2.4 Atomistische Deutung der dielektrischen Eigenschaften.- 5.2.5 Dielektrische Dispersion.- 5.3 Stationäre elektrische Ströme.- 5.3.1 Der elektrische Strom.- 5.3.2 Das ohmsche Gesetz.- 5.3.3 Spezifischer Widerstand und elektrische Leitfähigkeit.- 5.3.4 Die Kontinuitätsgleichung des elektrischen Stromes.- 5.3.5 Potentialtheorie der ohmschen Leiter.- 5.3.6 Die Leistung des elektrischen Stromes.- 5.4 Elektrische Leiter.- 5.4.1 Die Faraday-Gesetze der Elektrolyse.- 5.4.2 Mikroskopische Deutung der elektrischen Leitfähigkeit.- 5.4.3 Feste elektrische Leiter.- 5.4.4 Normale Metalle.- 5.4.5 Supraleiter.- 5.4.6 Halbleiter.- 5.5 Magnetismus.- 5.5.1 Einleitung.- 5.5.2 Magnetische Dipole.- 5.5.3 Die Feldgleichung des Magnetismus.- 5.5.4 Magnetfelder elektrischer Ströme.- 5.5.5 Bewegte elektrische Ladungen im magnetischen Feld.- 5.5.6 Das Induktionsgesetz von Faraday.- 5.5.7 Anwendungen des Induktionsgesetzes.- 5.5.8 Die magnetische Feldenergie.- 5.5.9 Der magnetische Dipol als Kreisstrom.- 5.6 Magnetische Eigenschaften der Materie.- 5.6.1 Phänomenologie.- 5.6.2 Grenzflächen zwischen zwei Magnetika.- 5.6.3 Die Magnetisierung.- 5.6.4 Der Zusammenhang zwischen dem Magnetfeld, der Magnetisierung und der magnetischen Induktion.- 5.6.5 Mikroskopische Deutung der magnetischen Eigenschaften.- 5.7 Quasistationäre Ströme.- 5.7.1 Einleitung.- 5.7.2 Lineare Schaltungen.- 5.7.3 Wechselströme.- 5.7.4 Schaltvorgänge und Impulse.- 5.8 Die Maxwellschen Gleichungen.- 5.8.1 Korrektur des Durchflutungsgesetzes von Ampere.- 5.8.2 Vollständige phänomenologische Theorie der Elektrizität und des Magnetismus.- 5.8.3 Die elektromagnetischen Eigenschaften des Vakuums.- 6 Schwingungen und Wellen.- 6.1 Harmonische Schwingungen.- 6.1.1 Definition.- 6.1.2 Beispiele harmonischer Oszillatoren.- 6.1.3 Lösungen der Bewegungsgleichung des harmonischen Oszillators.- 6.1.4 Energie des harmonischen Oszillators.- 6.2 Linear gedämpfte harmonische Schwingungen.- 6.2.1 Definition.- 6.2.2 Beispiele linear gedämpfter harmonischer Oszillatoren.- 6.2.3 Lösungen der Bewegungsgleichung.- 6.3 Erzwungene harmonische Schwingungen.- 6.3.1 Definition.- 6.3.2 Erzwungene Schwingung im LRC-Schwingkreis.- 6.33 Erzwungene Schwingungen bei unterkritischer Dämpfung.- 6.3.4 Resonanz und Kreisgüte.- 6.4 Rückkopplung.- 6.4.1 Definition.- 6.4.2 Stromproportionale Rückkopplung eines LRC-Schwingkreises.- 6.4.3 Wirkungen der Rückkopplung.- 6.5 Gekoppelte Schwingungen.- 6.5.1 Das System der Bewegungsgleichungen.- 6.5.2 Normalkoordinaten und Eigenkreisfrequenzen.- 6.5.3 Normal- oder Eigenschwingungen.- 6.5.4 Wirkung der Kopplung auf entartete Normalschwingungen.- 6.5.5 Schwingungen zweiatomiger Moleküle.- 6.5.6 Schwingungen mehratomiger Moleküle.- 6.5.7 Schwebungen.- 6.6 Das Frequenzspektrum.- 6.6.1 Fourier-Reihen.- 6.6.2 Amplitudenmodulation.- 6.6.3 Die Fourier-Transformation.- 6.7 Zweidimensionale harmonische Schwingungen.- 6.7.1 Lissajous-Figuren.- 6.7.2 Phasenvergleich gleichfrequenter Schwingungen.- 6.7.3 Zweidimensionale Schwingungen mit verschiedenen Frequenzen.- 6.8 Wellen und Wellengeschwindigkeiten.- 6.8.1 Der Begriff Welle.- 6.8.2 Wellentypen.- 6.8.3 Phasen- und Gruppengeschwindigkeit.- 6.8.4 Überlagerung von Wellen.- 6.8.5 Harmonische Wellen.- 6.8.6 Dispersion und Gruppengeschwindigkeit.- 6.9 Wellen ohne Dispersion.- 6.9.1 Die Wellengleichung.- 6.9.2 Lösungen der Wellengleichung.- 6.9.3 Seilwellen.- 6.9.4 Schallwellen in Flüssigkeiten und Gasen.- 6.9.5 Elektromagnetische Wellen im Vakuum.- 6.10 Wellen mit Dispersion.- 6.10.1 Dispersion und Wellengleichung.- 6.10.2 Wellen auf der linearen Kette.- 6.10.3 Wellen auf Flüssigkeitsoberflächen.- 6.10.4 Elektromagnetische Wellen in dispersiven Medien.- 6.10.5 Plasmawellen.- 6.11 Stehende Wellen.- 6.11.1 Grundlagen.- 6.11.2 Stehende Wellen auf Saiten.- 6.11.3 Stehende Wellen auf Membranen.- 6.12 Reflexion und Brechung von Wellen an ebenen Grenzflächen.- 6.12.1 Reflexion bei senkrechtem Einfall.- 6.12.2 Das Brechungsgesetz von Snellius.- 6.12.3 Die Totalreflexion.- 6.12.4 Polarisation bei Reflexion und Brechung.- 6.12.5 Brewster-Bedingung.- 6.13 Geometrische Optik.- 6.13.1 Laufzeit und Lichtweg.- 6.13.2 Das Fermatsche Prinzip.- 6.13.3 Paraxiale Optik.- 6.13.4 Photometrie.- 6.14 Interferenz.- 6.14.1 Zweistrahlinterferenz.- 6.14.2 Schallinterferenz nach Quincke.- 6.14.3 Das Michelson-Interferometer.- 6.14.4 Fourier-Spektroskopie.- 6.14.5 Vielstrahlinterferenz.- 6.14.6 Das Interferometer von Fabry und Perot.- 6.14.7 Kohärenz.- 6.15 Beugung.- 6.15.1 Beugung und geometrische Optik.- 6.15.2 Das Prinzip von Huygens.- 6.15.3 Fraunhofer-Beugung am Spalt.- 6.15.4 Beugungsgitter.- 6.15.5 Auflösungsvermögen von Mikroskopen nach Abbe.- 6.16 Abstrahlung elektromagnetischer Wellen.- 6.16.1 Vektorpotential und Hertzscher Vektor.- 6.16.2 Hertzscher Dipol.- 6.16.3 Die Stabantenne.- 6.16.4 Abstrahlung einer beschleunigten Punktladung.- 6.17 Doppler- Effekt.- 6.17.1 Normaler Doppler-Effekt.- 6.17.2 Relativistischer Doppler-Effekt der elektromagnetischen Wellen.- 7 Quanten- und Wellenmechanik.- 7.1 Quantentheorie der elektromagnetischen Strahlung.- 7.1.1 Die Planckschen Beziehungen.- 7.1.2 Der photoelektrische Effekt.- 7.1.3 Die Bremsstrahlung.- 7.1.4 Der Compton-Effekt.- 7.1.5 Der Strahlungsdruck.- 7.1.6 Wirkung der Gravitation auf Photonen.- 7.2 Wellennatur der Materieteilchen.- 7.2.1 Die Beziehung von de Broglie.- 7.2.2 Die Dispersion der de Broglie-Wellen.- 7.2.3 Kathodenstrahlen.- 7.3 Grundbegriffe der Wellenmechanik.- 7.3.1 Aufgabe und Eigenart der Wellenmechanik.- 7.3.2 Quantenmechanische Operatoren.- 7.3.3 Der Hamilton-Operator.- 7.3.4 Die zeitabhängige Schrödinger-Gleichung.- 7.3.5 Die zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung.- 7.3.6 Das Teilchen im Potentialtopf.- 7.4 Die Bedeutung der Wellenfunktion.- 7.4.1 Die Aufenthaltswahrscheinlichkeit.- 7.4.2 Erwartungswerte und Schwankungsquadrate von Observablen.- 7.4.3 Heisenbergsche Vertauschungsrelationen und Unbestimmt¬heitsrelation.- 7.4.4 Die Kontinuitätsgleichung der Wellenmechanik.- 7.4.5 Mathematische Eigenschaften der Eigenfunktionen.- 7.4.6 Matrixdarstellung quantenmechanischer Operatoren.- 7.5 Wellenmechanik des eindimensionalen harmonischen Oszillators.- 7.5.1 Die Schrödinger-Gleichung des harmonischen Oszillators.- 7.5.2 Energieeigenwerte und Eigenfunktionen.- 7.5.3 Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren.- 7.6 Die Quantenmechanik des Drehimpulses.- 7.6.1 Drehimpulsoperatoren.- 7.6.2 Eigenwerte und Eigenfunktionen.- 7.7 Quantisierte magnetische Dipolmomente.- 7.7.1 Das Bohrsche Magneton.- 7.7.2 Das quantisierte magnetische Dipolmoment des Elektronendralls.- 7.7.3 Der Elektronenspin und sein magnetisches Moment.- 7.7.4 Kernspins und ihre magnetischen Momente.- 7.8 Quantenmechanik des Wasserstoffatoms.- 7.8.1 Einfaches Modell des Wasserstoffatoms.- 7.8.2 Die Schrödinger-Gleichung des Wasserstoffatoms.- 7.8.3 Energieeigenwerte und Eigenfunktionen.- 7.8.4 Der Drehimpuls des Wasserstoffatoms.- 7.8.5 Exakt meßbare Observable des Wasserstoffatoms.- 7.8.6 Spektrallinien des Wasserstoffatoms.- 7.9 Das Elektron im periodischen Potential.- 7.9.1 Elektronen im Festkörper.- 7.9.2 Bloch-Wellen.- 7.9.3 Die Bandstruktur der Energie.- 8 Thermodynamik.- 8.1 Zustandsgieichung und Temperatur.- 8.1.1 Grundbegriffe.- 8.1.2 Aggregatzustände und Phasen.- 8.1.3 Temperaturskalen.- 8.1.4 Die Zustandsgieichung der idealen Gase.- 8.1.5 Die Zustandsgieichung der realen Gase.- 8.2 Wärmekapazitäten.- 8.2.1 Die Wärme.- 8.2.2 Spezifische und molare Wärmekapazitäten.- 8.2.3 Molare Wärmekapazitäten idealer Gase.- 8.2.4 Molare Wärmekapazitäten fester Körper.- 8.3 Wärmeleitung.- 8.3.1 Der Wärmestrom.- 8.3.2 Die erste Wärmeleitungsgleichung.- 8.3.3 Die Kontinuitätsgleichung der Wärme.- 8.3.4 Die zweite Wärmeleitungsgleichung.- 8.3.5 Stationäre eindimensionale Wärmeleitung.- 8.3.6 Der eindimensionale Wärmepol.- 8.3.7 Komplexe Dispersionsrelation von Wärmeleitung und Diffusion.- 8.4 Wärme, Arbeit und Energie.- 8.4.1 Arbeit an und von thermodynamischen Systemen.- 8.4.2 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik.- 8.4.3 Molare Wärmekapazitäten der idealen Gase.- 8.5 Entropie und zweiter Hauptsatz.- 8.5.1 Zustandsänderungen.- 8.5.2 Reversible adiabatische Zustandsänderungen idealer Gase.- 8.5.3 Der Carnotsche Kreisprozeß.- 8.5.4 Die Entropie.- 8.5.5 Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik.- 8.6 Thermodynamische Potentiale.- 8.6.1 Übersicht.- 8.6.2 Die innere Energie.- 8.6.3 Die Enthalpie.- 8.6.4 Die Helmholtzsche freie Energie.- 8.6.5 Das Gibbssche Potential.- 8.6.6 Relationen zwischen thermodynamischen Potentialen und Zustandsgrößen.- 8.7 Spezielle thermodynamische Zustandsänderungen.- 8.7.1 Isotherm isobare Phasenumwandlungen.- 8.7.2 Der Joule-Thomson-Effekt,.- 8.8 Das Nernstsche Wärmetheorem.- 8.8.1 Die Entropie beim absoluten Temperaturnullpunkt.- 8.8.2 Unerreichbarkeit des absoluten Temperaturnullpunkts.- 9 Statistische Mechanik.- 9.1 Die Brownsche Bewegung.- 9.1.1 Das Phänomen und seine Bedeutung.- 9.1.2 Die Formel von Einstein.- 9.2 Boltzmann-Statistik.- 9.2.1 Beschreibung des Systems.- 9.2.2 Der Phasenraum.- 9.2.3 Statistische Mittelwerte.- 9.2.4 Die thermodynamische Wahrscheinlichkeit.- 9.2.5 Boltzmann-Statistik einer kanonischen Gesamtheit.- 9.2.6 Statistische Deutung thermodynamischer Größen.- 9.2.7 Statistische Schwankungen thermodynamischer Größen.- 9.3 Kinetische Theorie der einatomigen idealen Gase.- 9.3.1 Der Phasenraum.- 9.3.2 Die Zustandssumme.- 9.3.3 Thermodynamische Größen.- 9.3.4 Die Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung.- 9.3.5 Das Äquipartitions-oder Gleichverteilungsgesetz.- 9.4 Quantenstatistik.- 9.4.1 Fermionen und Bosonen.- 9.4.2 Die Verteilungsfunktionen von Fermi-Dirac und Bose-Einstein.- 9.4.3 Statistik des harmonischen Oszillators.- 9.4.4 Einstein-Modell der spezifischen Wärme.- 9.4.5 Zustandsdichten.- 9.4.6 Das Elektronengas in Metallen.- 9.4.7 Theorie der Wärmestrahlung.- 10 Atomkerne und Elementarteilchen.- 10.1 Einleitung.- 10.1.1 Abmessungen und Energien.- 10.1.2 Der Wirkungsquerschnitt.- 10.1.3 Streuung.- 10.2 Der Aufbau der Atomkerne.- 10.2.1 Bausteine der Kerne.- 10.2.2 Kernradien.- 10.2.3 Kernkräfte.- 10.2.4 Bindungsenergie der Kerne.- 10.2.5 Kernniveaus.- 10.3 Radioaktivität.- 10.3.1 Instabile Kerne.- 10.3.2 Das statistische Zerfallsgesetz.- 10.3.3 Der a-Zerfall.- 10.3.4 Der 0-Zerfall.- 10.3.5 Die 7-Strahlung.- 10.4 Kernreaktionen.- 10.4.1 Kernreaktionen mit Neutroneneinfang.- 10.4.2 Kernreaktionen mit geladenen Teilchen.- 10.4.3 Kernspaltung.- 10.4.4 Kernverschmelzung.- 10.5 Elementarteilchen.- 10.5.1 Klassifizierung.- 10.5.2 Innere Struktur.- 10.5.3 Wechselwirkung und Zerfälle.- A 1 Literatur.- A 1.1 Physik allgemein.- A 1.2 Physik speziell.- A 1.3 Mathematik allgemein.- A 1.4 Mathematik speziell.- A 1.5 Fachwörterbücher und Lexika.- A 2 Physikalische Einheiten.- A 2.1 Einleitung.- A 2.1.1 Einheitensysteme.- A 2.1.2 Zehnerpotenzen physikalischer Einheiten.- A 2.1.3 Logarithmische Einheiten.- A 2.2 Mechanische Einheiten.- A 2.3 Elektrische und magnetische Einheiten.- A 2.3.1 Vergleich verschiedener Einheiten.- A 2.3.2 Elektromagnetische Gleichungen.- A 2.3.3 Beschreibung des elektrischen Verhaltens der Materie.- A 2.3.4 Beschreibung des magnetischen Verhaltens der Materie.- A 2.4 Skala der elektromagnetischen Wellen.- A 2.5 Thermodynamische Einheiten.- A 2.6 Molekulare Energieeinheiten.- A 2.7 Photometrische Einheiten.- A 3 Physikalische Konstanten und Tabellen.- A 3.1 Konstanten.- A 3.2 Periodisches System der Elemente.- A 3.3 Grundzustände der Atome.- A 4 Mathematische Tabellen.- A 4.1 Mathematische Konstanten.- A 4.1.1 Reelle Zahlen.- A 4.1.2 Komplexe Zahlen.- A 4.2 Spezielle Funktionen.- A 4.2.1 Die Exponentialfunktion.- A 4.2.2 Der natürliche Logarithmus.- A 4.2.3 Die Hyperbelfunktionen.- A 4.2.4 Inverse Hyperbelfunktionen.- A 4.2.5 Die trigonometrischen Funktionen.- A 4.2.6 Die zyklometrischen Funktionen.- A 4.2.7 Zylinderfunktionen ganzzahliger Ordnung.- A 4.2.8 Hermite-Polynome.- A 4.2.9 Legendre-Polynome und zugeordnete Legendre-Kugel-Funktionen.- A 4.2.10 Laguerre-Polynome.- A 4.2.11 Kugelfunktionen und Orbitale.- A 4.2.12 Normierte Eigenfunktionen des Wassers toff atoms.- A 4.2.13 Die 5-„Funktion”.- A 4.3 Fourier-Reihen.- A 4.4 Laplace-Transformation.- A 4.5 Gewöhnliche Differentialgleichungen.- A 4.5.1 Homogene lineare Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten.- A 4.5.2 Inhomogene lineare Differentialgleichungen mit konstanten Koeffizienten.- A 4.5.3 Homogene lineare Differentialgleichungen mit veränderlichen Koeffizienten.- A 4.5.4 Inhomogene lineare Differentialgleichungen mit veränderlichen Koeffizienten.- A 4.5.5 Nichtlineare Differentialgleichungen.- A 4.6 Vektoralgebra im reellen dreidimensionalen Raum.- A 4.6.1 Vektoren.- A 4.6.2 Das Skalarprodukt.- A 4.6.3 Das Vektorprodukt.- A 4.6.4 Gemischte Produkte.- A 4.6.5 Kartesisches Koordinatensystem.- A 4.6.6 Polare und axiale Vektoren.- A 4.7 Vektoranalysis im reellen dreidimensionalen Raum.- A 4.7.1 Definition der Operatoren in kartesischen Koordinaten.- A 4.7.2 Operatoren in Zylinderkoordinaten.- A 4.7.3 Operatoren in Kugelkoordinaten.- A 4.7.4 Allgemeine Rechenregeln.- A 4.7.5 Integralsätze.- A 4.8 Statistische Verteilungen.- A4.8.1 Grundlagen.- A 4.8.2 Die Binomialverteilung.- A 4.8.3 Die Poisson-Verteilung.- A 4.8.4 Die Normalverteilung.- A 5 Fachwörter der Physik.