Schlüsselkonzepte Zur Physik: Von Den Newton-Axiomen Bis Zur Hawking-Strahlung

ISBN-13: 9783827423849 / Niemiecki / Miękka / 2015 / 428 str.

Klaus Lichtenegger

Opis

Dieses Buch behandelt zentrale Ideen und Konzepte aus den verschiedensten Bereichen der Physik, die in ublichen Darstellungen oft tief unter technischen Details begraben liegen. Zudem werden Themen diskutiert, die wegen ihrer Vielschichtigkeit in den Grundvorlesungen keinen angestammten Platz haben.Diese Schlusselkonzepte werden jeweils in kurzen Essays und ohne formalen Ballast so dargestellt, dass das Wesentliche klar zum Vorschein kommt. Das Buch bietet damit gleichsam eine Landkarte und eine Schatzkiste fur das weite Feld der Physik. Das Buch eignet sich sowohl fur Studierende der Physik ab etwa dem dritten Semester und auch fur Leser mit allgemeinem naturwissenschaftlich-mathematischem Hintergrund und besonderem Interesse an der Physik. "

Spis treści

Eine Landkarte der Physik.-1 Klassische Mechanik.Die Newton’schen Axiome.Das Gravitationsgesetz.Rotierende Systeme.Symmetrien und der Satz von Noether.Der Lagrange-Formalismus.Das Hamilton’schen Prinzip.Fluidmechanik.Chaotische Systeme.-2 Elektrizität und Magnetismus.Elektrizität und Magnetismus.Magnetische Materialien.Die Maxwell-Gleichungen.Das Vektorpotential und die Minimalankopplung.Das Millikan-Experiment Plasmaphysik.-3 Wellen, Optik und Akustik.Schwingungen und Wellen.Schall.Das elektromagentische Spektrum.Geometrische Optik.Linsen und Abbildungsgleichungen.Optische Holographie.Solitonen.-4 Thermodynamik und Statistische Physik.Temperatur und Wärme.Entropie und der Zweite Hauptsatz.Kreisprozesse.Die Maxwell-Boltzmann-Verteilung.Transportgleichungen.Brown’sche Bewegung.Der Maxwell’sche Dämon.Bose- und Fermi-Statistik.Phasenübergänge und kritische Phänomene.-5 Atome, Kerne, Elementarteilchen.Atomorbitale.Der Laser.Rutherford-Streuung.Radioaktivität.Antiteilchen.Teilchenbeschleuniger.Detektoren für Elementarteilchen.Vom Teilchenzoo zum Standardmodell.Gibt es Tachyonen?.-6 Spezielle Relativitätstheorie.Der Weg zur Relativitätstheorie.Das Michelson-Morley-Experiment.Relativistische Formulierung.Relativistische Effekte.Čerenkov-Strahlung.-7 Quantenmechanik.Das Doppelspalt-Experiment.Die Postulate der Quantenmechanik.Die Schrödinger-Gleichung.Schrödingers Katze und Wigners Freund.Der harmonische Oszillator.Verschränkte Zustände.Vielteilchen-Quantenmechanik.Rechenmethoden in der Quantenmechanik.Das Feynman’sche Pfadintegral.Das Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon.Die Grenzen des Kopierens.Anyonen.-8 Festkörperphysik.Kristallgitter.Das reziproke Gitter.Fermi-Fläche und Besetzungsfunktion.Normalschwingungen und Phononen.Plasmonen, Magnonen, Polaritonen.Defekte in Festkörpern.Supraleitung.Bose-Einstein-Kondensation.Jenseits des Lichtmikroskops.Der Mößbauer-Effekt.Metamaterialien.-9 Eichtheorien und Quantenfelder.Eichinvarianz und Eichtheorien.Der Aharanov-Bohm-Effekt.Quantenelektrodynamik.Quantenfeldtheorie.Dynamische Symmetriebrechung.Feynman-Diagramme.Die Renormierungsgruppe.Quantenchromodynamik: Quarks, Gluonen und Confinement.Elektroschwache Theorie.Supersymmetrie.-10 Allgemeine Relativitätstheorie.Allgemeine Relativitätstheorie.Schwarze Löcher.Gravitationswellen.Exotische Materie.-11 Gravitation und Kosmologie.Kosmologische Grundüberlegungen.Die Kosmologische Konstante.Planck-Einheiten.Casimir-Effekt.Hawking-Strahlung.Das holographische Prinzip.Wie konstant sind die Naturkonstanten?.-Anmerkungen und Quellen.-Symbolverzeichnis      

O autorze

Klaus Lichtenegger (*1979) studierte in Graz Technische Physik und Umweltsystemwissenschaften, er promovierte in theoretischer Elementarteilchenphysik und war in der universitären Lehre tätig. Zur Zeit arbeitet er im Bereich erneuerbarer Energie und komplexer Systeme an einem außeruniversitären Forschungszentrum. Er ist Mitautor des großen Lehrbuchs Mathematik sowie Mitherausgeber von Quanten, Felder, Schwarze Löcher – ein Streifzug durch die moderne Physik.        

Blurb

Dieses Buch behandelt zentrale Ideen und Konzepte aus den verschiedensten Bereichen der Physik, die in üblichen Darstellungen oft tief unter technischen Details begraben liegen. Zudem werden Themen diskutiert, die wegen ihrer Vielschichtigkeit in den Grundvorlesungen keinen angestammten Platz haben.

Diese Schlüsselkonzepte werden jeweils in kurzen Essays und ohne formalen Ballast so dargestellt, dass das Wesentliche klar zum Vorschein kommt. Das Buch bietet damit gleichsam eine Landkarte und eine Schatzkiste für das weite Feld der Physik. Es zeigt Querverbindungen zwischen anscheinend getrennten Bereichen ebenso auf wie den Weg von grundlegenden Themen zu aktuellen Forschungsfragen.

Die Diskussion allgemeiner Konzepte wird dabei durch die Betrachtung von Schlüsselexperimenten ergänzt. Kleine Anekdoten, ausführlich kommentierte Tipps zum Weiterlesen und weitere Hintergrundinformation runden die Ausführungen ab.

Das Buch eignet sich für Studierende der Physik ab etwa dem dritten Semester, aber auch für Leserinnen und Leser mit allgemeinem naturwissenschaftlich-mathematischem Hintergrund und besonderem Interesse an der Physik. Auch für Physiklehrerinnen und -lehrer stellt es eine reichhaltige Fundgrube dar.