für Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften
E-Book, Deutsch, 653 Seiten
ISBN: 978-3-446-45580-1
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: Wasserzeichen (»Systemvoraussetzungen)
Dieses bewährte Lehrbuch vermittelt in kompakter Form einen Überblick über das gesamte physikalische Grundlagenwissen.
Die inhaltliche Gliederung und die didaktische Aufbereitung des Lehrstoffes ermöglichen eine rationelle Wissensaneignung. Zahlreiche anwendungsorientierte Rechenbeispiele und Aufgaben vertiefen die Inhalte. Hervorgehobene Merksätze helfen bei einer effektiven Prüfungsvorbereitung. Auch zum Selbststudium ist das Buch hervorragend geeignet.
Die vorliegende 16. Auflage wurde komplett durchgesehen und aktualisiert. Inhaltliche Ergänzungen betreffen den kristallinen Aufbau der Stoffe und die allgemeine Relativitätstheorie. Neue Beispiele und Aufgaben sind berücksichtigt.
Leserkreis:
Studierende der Ingenieurwissenschaften an Universitäten und Fachhochschulen mit Physik als grundlagenfach
Studierende der Bachelor- und Master- sowie der Diplom-, Lehramts- und Magisterstudiengänge mit Physik im Haupt- oder Nebenfach
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1;Vorwort;9
2;Inhaltsverzeichnis;11
3;Teil I Einführung;21
3.1;1 Was ist „Physik“?Wege physikalischerErkenntnisgewinnung;22
3.2;2 Physikalische Größen, Einheiten,Dimensionen, Gleichungen;24
3.2.1;2.1 Größen, Einheiten, Dimensionen;24
3.2.2;2.2 Physikalische Gleichungen;26
3.2.3;2.3 Das neue SI-Einheitensystem;27
4;Teil II Teilchen: Mechanik der Punktmasse und des starren Körpers. Stoffe;29
4.1;3 Kinematik der Punktmasse;30
4.1.1;3.1 Raum, Zeit, Bezugssystem;30
4.1.2;3.2 Die gleichförmige Bewegung;32
4.1.3;3.3 Die gleichmäßig beschleunigte Bewegung;33
4.1.4;3.4 Freier Fall. Senkrechter Wurf;36
4.1.5;3.5 Allgemeine Definition von Geschwindigkeit undBeschleunigung. Ungleichmäßig beschleunigte Bewegung;38
4.1.6;3.6 Geschwindigkeit und Beschleunigung als Vektoren.Zusammengesetzte Bewegungen (Superposition);41
4.1.7;3.7 Die gleichförmige Kreisbewegung;43
4.1.8;3.8 Die ungleichförmige Kreisbewegung;47
4.1.9;3.9 Bewegung auf beliebig krummliniger Bahn;49
4.2;4 Dynamik der Punktmasse;51
4.2.1;4.1 Der Kraftbegriff in der Physik. Zusammensetzung und Zerlegung von Kräften. Statisches Gleichgewicht;51
4.2.2;4.2 Das Trägheitsgesetz (1. newtonsches Axiom);53
4.2.3;4.3 Das Grundgesetz der Dynamik (2. newtonsches Axiom);54
4.2.4;4.4 Träge und schwere Masse. Gewichtskraft. Radialkraft;55
4.2.5;4.5 Kraftstoß. Impuls (Bewegungsgröße);57
4.2.6;4.6 Lösung der Bewegungsgleichung für konstante Kraft. Die Wurfbewegung;60
4.2.7;4.7 Das Wechselwirkungsgesetz (3. newtonsches Axiom);63
4.2.8;4.8 Reibungskräfte;64
4.3;5 Bewegte Bezugssysteme;68
4.3.1;5.1 Geradlinig beschleunigte Bezugssysteme. Trägheitskräfte;68
4.3.2;5.2 Gleichförmig rotierende Bezugssysteme. Zentrifugalkraft, Coriolis-Kraft;71
4.3.3;5.3 Inertialsysteme. Relativitätsprinzip der klassischen Mechanik;74
4.4;6 Grundzüge der speziellen Relativitätstheorie;76
4.4.1;6.1 Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Die Lorentz-Transformation;76
4.4.2;6.2 Folgerungen aus der Lorentz-Transformation;80
4.4.3;6.3 Relativistische Bewegungsgleichung;81
4.5;7 Arbeit und Energie;83
4.5.1;7.1 Arbeit;83
4.5.2;7.2 Leistung. Wirkung;87
4.5.3;7.3 Der Energiebegriff. Potenzielle und kinetische Energie;88
4.5.4;7.4 Das Gesetz von der Erhaltung der Energie (Energiesatz);89
4.5.5;7.5 Äquivalenz von Masse und Energie;91
4.6;8 Gravitation;93
4.6.1;8.1 Die keplerschen Gesetze der Planetenbewegung und das Gravitationsgesetz;93
4.6.2;8.2 Arbeit gegen die Schwerkraft. Kosmische Geschwindigkeiten;96
4.7;9 Dynamik der Punktmassen-Systeme;98
4.7.1;9.1 Impulserhaltungssatz. Massenmittelpunkt;98
4.7.2;9.2 Die Gesetze des Stoßes;100
4.7.3;9.3 Raketenantrieb;105
4.8;10 Statik des starren Körpers;107
4.8.1;10.1 Freiheitsgrade des starren Körpers;107
4.8.2;10.2 Kräfte am starren Körper. Drehmoment. Gleichgewichtsbedingungen;107
4.8.3;10.3 Kräftepaar;112
4.8.4;10.4 Der Schwerpunkt;112
4.8.5;10.5 Arten des Gleichgewichts;115
4.9;11 Dynamik des starren Körpers;116
4.9.1;11.1 Bewegung eines frei beweglichen Körpers bei Einwirkung einer Kraft;116
4.9.2;11.2 Kinetische Energie der Drehbewegung. Massenträgheitsmoment;116
4.9.3;11.3 Arbeit und Leistung bei der Drehbewegung. Grundgesetz der Dynamik;119
4.9.4;11.4 Der Drehimpuls (Drall). Drehimpulserhaltungssatz;121
4.9.5;11.5 Kreiselbewegungen. Freie Achsen;123
4.9.6;11.6 Bewegung des symmetrischen Kreisels;125
4.10;12 Die Zustandsformen der Stoffe;128
4.10.1;12.1 Einteilung der Stoffe. Aggregatzustände;128
4.10.2;12.2 Der kristalline Aufbau der Festkörper;129
4.10.3;12.3 Bindungsarten;132
5;Teil III Kontinua: Mechanik der deformierbaren Medien;133
5.1;13 Der deformierbare feste Körper;134
5.1.1;13.1 Elastische Verformung. Hookesches Gesetz;134
5.1.2;13.2 Querkontraktion. Kompressibilität;136
5.1.3;13.3 Elastisches Verhalten bei Scherbeanspruchung;137
5.1.4;13.4 Der einachsige Spannungszustand;138
5.1.5;13.5 Dreiachsiger Spannungs- und Dehnungszustand;139
5.1.6;13.6 Zusammenhang zwischen Schubmodul, Elastizitätsmodulund poissonscher Querkontraktionszahl;140
5.1.7;13.7 Plastische Verformung. Spannungs-Dehnungs-Diagramm;141
5.1.8;13.8 Härte fester Körper;143
5.2;14 Ruhende Flüssigkeiten und Gase;144
5.2.1;14.1 Druck in Flüssigkeiten (hydrostatischer Druck);144
5.2.2;14.2 Schweredruck. Auftrieb. Schwimmstabilität;145
5.2.3;14.3 Druck in Gasen. Zusammenhang zwischen Druck, Volumenund Dichte;149
5.2.4;14.4 Schweredruck in Gasen. Barometrische Höhenformel;150
5.2.5;14.5 Erscheinungen an Grenzflächen. Kohäsion und Adhäsion;152
5.2.6;14.6 Spezifische Oberflächenenergie, Oberflächenspannung;152
5.2.7;14.7 Benetzung und Kapillarwirkung;154
5.3;15 Strömende Flüssigkeiten und Gase (Strömungsmechanik);156
5.3.1;15.1 Das Strömungsfeld. Kennzeichnung und Einteilung von Strömungen;156
5.3.2;15.2 Strömungen idealer Flüssigkeiten und Gase. Kontinuitätsgleichung;158
5.3.3;15.3 Die bernoullische Gleichung. Druckmessung;160
5.3.4;15.4 Strömungen realer Flüssigkeiten und Gase. Laminare Strömung;164
5.3.5;15.5 Gesetze von Hagen-Poiseuille und Stokes;165
5.3.6;15.6 Umströmung durch reale Flüssigkeiten und Gase. Reynolds-Zahl;167
5.3.7;15.7 Die Bewegungsgleichung eines Fluids;169
6;Teil IV Wärme: Thermodynamik und Gaskinetik;173
6.1;16 Verhalten der Körper bei Temperaturänderung;174
6.1.1;16.1 Die Temperatur und ihre Messung;174
6.1.2;16.2 Thermische Ausdehnung fester und flüssiger Körper;176
6.1.3;16.3 Durch Änderung der Temperatur bewirkte Zustandsänderungen der Gase. Der absolute Nullpunkt;178
6.1.4;16.4 Die thermische Zustandsgleichung des idealen Gases;181
6.2;17 Der I. Hauptsatz der Thermodynamik (Energiesatz);184
6.2.1;17.1 Wärmemenge und Wärmekapazität;184
6.2.2;17.2 Innere Energie eines Systems. Formulierung des I. Hauptsatzes;186
6.2.3;17.3 Spezifische Wärmekapazität des idealen Gases. Kalorische Zustandsgleichung;188
6.2.4;17.4 Anwendung des I. Hauptsatzes auf spezielle Zustandsänderungen des idealen Gases;190
6.2.5;17.5 Zustandsänderungen des idealen Gases in offenenSystemen. Technische Arbeit. Enthalpie;195
6.3;18 Kinetische Gastheorie;197
6.3.1;18.1 Die Masse der Atome und Moleküle;197
6.3.2;18.2 Druck und mittlere quadratische Geschwindigkeit der Gasmoleküle. Grundgleichung der kinetischen Gastheorie;198
6.3.3;18.3 Die Geschwindigkeitsverteilung der Gasmoleküle;201
6.3.4;18.4 Molekularenergie und Temperatur. Wärmekapazität der Körper;204
6.3.5;18.5 Stoßzahl und mittlere freie Weglänge;207
6.3.6;18.6 Gemische idealer Gase. Gesetz von Dalton;208
6.4;19 Der II. Hauptsatz der Thermodynamik(Entropiesatz);210
6.4.1;19.1 Der Carnot-Kreisprozess. Wärmekraftmaschine, Kältemaschine und Wärmepumpe;210
6.4.2;19.2 Thermodynamische Temperatur;214
6.4.3;19.3 Reversible und irreversible Vorgänge. II. Hauptsatz;215
6.4.4;19.4 Entropie;217
6.4.5;19.5 Entropieänderung des idealen Gases. Irreversible Prozesse;222
6.4.6;19.6 Entropie und Wahrscheinlichkeit;224
6.4.7;19.7 III. Hauptsatz (Satz von der Unerreichbarkeit des absoluten Nullpunkts);227
6.5;20 Reale Gase. Phasenumwandlungen;228
6.5.1;20.1 Die van-der-Waalssche Zustandsgleichung. Gasverflüssigung;228
6.5.2;20.2 Joule-Thomson-Effekt. Erzeugung tiefer Temperaturen;231
6.5.3;20.3 Gleichgewicht zwischen flüssiger und gasförmiger Phase. Sieden und Verdunsten;233
6.5.4;20.4 Gleichgewicht zwischen fester und flüssiger Phase. Koexistenz dreier Phasen;238
6.5.5;20.5 Lösungen. Siedepunktserhöhung, Gefrierpunktserniedrigung;241
6.6;21 Ausgleichsvorgänge;243
6.6.1;21.1 Wärmeleitung;243
6.6.2;21.2 Wärmeübergang, Wärmedurchgang, Konvektion;246
6.6.3;21.3 Diffusion;248
7;Teil V Felder: Gravitation. Elektrizität und Magnetismus;251
7.1;22 Das Gravitationsfeld;252
7.1.1;22.1 Nahwirkungstheorie. Der Feldbegriff;252
7.1.2;22.2 Gravitationsfeldstärke, Gravitationspotenzial;254
7.1.3;22.3 Massen als Senken des Gravitationsfeldes;257
7.1.4;22.4 Grundaussagen der allgemeinen Relativitätstheorie;259
7.2;23 Das elektrostatische Feld;261
7.2.1;23.1 Die elektrische Ladung. Ladungsnachweis;261
7.2.2;23.2 Ladungen als Quellen bzw. Senken des elektrischen Feldes;263
7.2.3;23.3 Kraftwirkungen des elektrischen Feldes. Elektrische Feldstärke;264
7.2.4;23.4 Elektrostatisches Potenzial. Spannung;267
7.2.5;23.5 Elektrische Ladungen auf Leitern. Influenz;269
7.2.6;23.6 Elektrischer Fluss, Flussdichte;270
7.2.7;23.7 Das elektrische Zentralfeld (Punktladung und Punktladungssystem);272
7.2.8;23.8 Kapazität. Kondensatoren;274
7.3;24 Das elektrische Feld in Isolatoren(Dielektrika);277
7.3.1;24.1 Elektrische Polarisation der Dielektrika. Piezoelektrizität;277
7.3.2;24.2 Permittivität (Dielektrizitätskonstante), elektrische Suszeptibilität;278
7.3.3;24.3 Verhalten von D und E an der Grenzfläche zweier Medien;280
7.3.4;24.4 Energieinhalt des elektrischen Feldes;282
7.4;25 Der Gleichstromkreis;284
7.4.1;25.1 Das stationäre elektrische Feld in einem Leiter;284
7.4.2;25.2 Stromstärke, Spannung, Widerstand. Ohmsches Gesetz;284
7.4.3;25.3 Schaltungen und Messmethoden;287
7.4.4;25.4 Arbeit und Leistung elektrischer Gleichströme;293
7.5;26 Elektrische Leitungsvorgänge in Festkörpern und Flüssigkeiten;294
7.5.1;26.1 Klassische Theorie der freien Elektronen in Metallen;294
7.5.2;26.2 Thermoelektrische Effekte;296
7.5.3;26.3 Elektrokinetische Effekte;298
7.5.4;26.4 Elektrolytische Stromleitung. Faradaysche Gesetze;298
7.5.5;26.5 Elektrochemische Spannungsquellen;300
7.6;27 Elektrische Leitungsvorgänge im Vakuum und in Gasen;302
7.6.1;27.1 Bewegung freier Ladungsträger im elektrischen Feld;302
7.6.2;27.2 Ladungsträgerinjektion, Katodenstrahlen;304
7.6.3;27.3 Gasentladungen;305
7.6.4;27.4 Plasmaströme;308
7.7;28 Das magnetostatische Feld der Dipole und Gleichströme;309
7.7.1;28.1 Analogien und Unterschiede zum elektrostatischen Feld;309
7.7.2;28.2 Kraftwirkungen des magnetischen Feldes auf magnetischeDipole. Magnetische Feldstärke;310
7.7.3;28.3 Das Magnetfeld eines geraden Stromleiters. Durchflutungsgesetz;311
7.7.4;28.4 Einfache Feldberechnungen;313
7.7.5;28.5 Magnetische Flussdichte (Induktion);315
7.7.6;28.6 Kraftwirkungen des magnetischen Feldes auf Stromleiter;316
7.7.7;28.7 Bewegung freier Ladungsträger im magnetischen Feld. Lorentz-Kraft;318
7.7.8;28.8 Galvano- und thermomagnetische Effekte. Hall-Effekt. Quanten-Hall-Effekt;320
7.8;29 Das magnetische Feld in Stoffen;322
7.8.1;29.1 Magnetische Polarisation der Stoffe;322
7.8.2;29.2 Magnetisierung der Ferromagnetika. Hysterese;323
7.8.3;29.3 Der magnetische Kreis. Entmagnetisierung;325
7.9;30 Elektromagnetische Induktion;328
7.9.1;30.1 Das faradaysche Induktionsgesetz;328
7.9.2;30.2 Selbstinduktion;330
7.9.3;30.3 Energieinhalt des magnetischen Feldes;332
7.9.4;30.4 Elektromagnetische Induktion in einem bewegten Leiter;333
7.10;31 Der Wechselstromkreis;335
7.10.1;31.1 Wechselspannung, Wechselstrom, Dreiphasenstrom;335
7.10.2;31.2 Arbeit und Leistung elektrischer Wechselströme;337
7.10.3;31.3 Wechselstromwiderstände. Ohmsches Gesetzfür Wechselstrom;339
7.10.4;31.4 Der Transformator;345
7.10.5;31.5 Anharmonische Wechselströme in der Elektronik;346
7.10.6;31.6 Gleichrichter und Verstärker. Elektronische Bauelemente;347
7.11;32 Die maxwellschen Gleichungen;351
7.11.1;32.1 Wirbel des magnetischen Feldes. Verschiebungsstrom;351
7.11.2;32.2 Wirbel des elektrischen Feldes. Wirbelströme. Skineffekt;352
7.11.3;32.3 Elektromagnetisches Feld. System der maxwellschenGleichungen;354
7.11.4;32.4 Relativistische Elektrodynamik;355
8;Teil VI Wellen: Mechanische und elektromagnetische Schwingungen und Wellen;357
8.1;33 Mechanische Schwingungen;358
8.1.1;33.1 Lineare Federschwingungen;358
8.1.2;33.2 Energiebilanz des harmonischen Oszillators;361
8.1.3;33.3 Drehschwingungen;362
8.1.4;33.4 Pendelschwingungen;364
8.1.5;33.5 Freie gedämpfte Schwingungen;366
8.1.6;33.6 Erzwungene Schwingungen;369
8.2;34 Elektrische Schwingungen;373
8.2.1;34.1 Der geschlossene Schwingkreis;373
8.2.2;34.2 Strom- und Spannungsresonanz;375
8.2.3;34.3 Erzeugung ungedämpfter elektrischer Schwingungen;378
8.3;35 Überlagerung harmonischerSchwingungen;380
8.3.1;35.1 Überlagerung zweier Schwingungen längs gleicher Richtung;380
8.3.2;35.2 Gekoppelte Schwingungen;382
8.3.3;35.3 Überlagerung zweier Schwingungen längs aufeinandersenkrechter Richtungen;385
8.3.4;35.4 Überlagerung von harmonischen zu anharmonischen Schwingungen;388
8.3.5;35.5 Nichtlineare Schwingungen. Deterministisches Chaos;390
8.4;36 Allgemeine Wellenlehre;394
8.4.1;36.1 Zusammenhang von Schwingungen und Wellen;394
8.4.2;36.2 Die eindimensionale Wellengleichung und ihre allgemeineLösung;397
8.4.3;36.3 Transversal- und Longitudinalwellen;398
8.4.4;36.4 Stehende Wellen. Eigenschwingungen;401
8.4.5;36.5 Wellenausbreitung in ausgedehnten Medien;404
8.5;37 Schallwellen (Akustik);407
8.5.1;37.1 Wellenausbreitung im Schallfeld. Phasengeschwindigkeit;407
8.5.2;37.2 Schallfeldgrößen;409
8.5.3;37.3 Schallquellen. Ton, Klang, Geräusch;411
8.5.4;37.4 Schallempfänger und Gehör. Schallpegel und Lautstärke;412
8.5.5;37.5 Stehende Schallwellen;414
8.5.6;37.6 Doppler-Effekt;416
8.5.7;37.7 Machscher Kegel;418
8.6;38 Elektromagnetische Wellen;419
8.6.1;38.1 Ausbreitung elektromagnetischer Wellen entlang von Leitungen;419
8.6.2;38.2 Ausbreitung elektromagnetischer Wellen im freien Raum;421
8.6.3;38.3 Erzeugung und Nachweis elektromagnetischer Wellen;425
8.6.4;38.4 Die Entdeckung der elektromagnetischen Wellen (H. Hertz, 1888);427
8.6.5;38.5 Das elektromagnetische Spektrum;428
8.7;39 Einfluss von Stoffen auf die Wellenausbreitung;431
8.7.1;39.1 Absorption und Streuung;431
8.7.2;39.2 Phasengeschwindigkeit und Dispersion.Gruppengeschwindigkeit;432
8.7.3;39.3 Huygenssches Prinzip;436
8.7.4;39.4 Reflexion und Brechung (Refraktion). Totalreflexion;437
8.7.5;39.5 Optische Dispersion. Prisma, Spektral- und Körperfarben;440
8.8;40 Strahlenoptik (Geometrische Optik);443
8.8.1;40.1 Lichtstrahlen. Fermatsches Prinzip;443
8.8.2;40.2 Reflexion und Brechung von Lichtstrahlen;445
8.8.3;40.3 Abbildung durch Spiegel (ebener und gekrümmte Spiegel);447
8.8.4;40.4 Abbildung durch Linsen (dünne und dicke Linsen, Linsensysteme);452
8.8.5;40.6 Optische Geräte zur Sehwinkelvergrößerung (Lupe, Mikroskop, Fernrohr);458
8.8.6;40.7 Abbildungsfehler;461
8.9;41 Wellenoptik;462
8.9.1;41.1 Interferenz. Interferenzbedingungen;462
8.9.2;41.2 Interferenzen gleicher Neigung und gleicher Dicke;464
8.9.3;41.3 Beugung (Diffraktion). Das Beugungsphänomen;466
8.9.4;41.4 Fraunhofersche Beugung am Spalt und an der Lochblende;468
8.9.5;41.5 Auflösungsvermögen optischer Geräte. Holografie;471
8.9.6;41.6 Fraunhofersche Beugung am Strichgitter;474
8.9.7;41.7 Spektrometer;476
8.9.8;41.8 Beugung von Röntgenstrahlen am Raumgitter der Kristalle;477
8.9.9;41.9 Polarisation. Polarisation des Lichts durch Reflexion und Brechung;481
8.9.10;41.10 Polarisation durch Doppelbrechung;484
8.9.11;41.11 Interferenz des polarisierten Lichts;486
8.9.12;41.12 Drehung der Schwingungsebene des polarisierten Lichts;489
8.9.13;41.13 Nichtlineare Optik;491
9;Teil VII: Quanten Struktur und Eigenschaften der Materie;493
9.1;42 Die Gesetze der Strahlung;494
9.1.1;42.1 Das Wesen der Temperaturstrahlung (Wärmestrahlung);494
9.1.2;42.2 Strahlungsphysikalische Größen;495
9.1.3;42.3 Emission und Absorption von Strahlung. Kirchhoffsches Strahlungsgesetz;497
9.1.4;42.4 Das plancksche Strahlungsgesetz;499
9.1.5;42.5 Folgerungen aus dem planckschen Strahlungsgesetz;500
9.1.6;42.6 Lichttechnische Größen (Photometrie);503
9.1.7;42.7 Zusammenhang zwischen strahlungsphysikalischen und lichttechnischen Größen;506
9.2;43 Der Welle-Teilchen-Dualismus derMikroobjekte;507
9.2.1;43.1 Die Teilchennatur des Lichts. Lichtquanten (Photonen);507
9.2.2;43.2 Der lichtelektrische Effekt (Photoeffekt);508
9.2.3;43.3 Der Compton-Effekt;511
9.2.4;43.4 Rückstoß durch Quantenemission. Mößbauer-Effekt;512
9.2.5;43.5 Die Wellennatur der Teilchen;514
9.2.6;43.6 Das heisenbergsche Unbestimmtheitsprinzip(Unschärferelation);517
9.3;44 Atombau und Spektren;520
9.3.1;44.1 Die Streuexperimente von Lenard und Rutherford.Das rutherfordsche Atommodell;520
9.3.2;44.2 Das Spektrum des Wasserstoffatoms;522
9.3.3;44.3 Das bohrsche Atommodell;524
9.3.4;44.4 Die Spektren der Alkaliatome. Bahndrehimpulsquantenzahl;528
9.3.5;44.5 Richtungsquantelung des Bahndrehimpulses der Elektronen;531
9.3.6;44.6 Das magnetische Bahnmoment der Elektronen. Bohrsches Magneton;532
9.3.7;44.7 Elektronenspin und magnetisches Spinmoment. Die Feinstruktur der Atomspektren;533
9.3.8;44.8 Mehrelektronensysteme;535
9.3.9;44.9 Aufspaltung der Spektrallinien im Magnetfeld (Zeeman-Effekt);536
9.3.10;44.10 Das Pauli-Prinzip und das Periodensystem der Elemente;538
9.3.11;44.11 Die Röntgenspektren und ihre Deutung;542
9.3.12;44.12 Absorption und Streuung von Röntgenstrahlen;544
9.3.13;44.13 Induzierte Emission. Maser und Laser;548
9.4;45 Wellenmechanik;551
9.4.1;45.1 Die Schrödinger-Gleichung;551
9.4.2;45.2 Elektron im Kastenpotenzial;553
9.4.3;45.3 Das wellenmechanische Bild des Atoms;555
9.4.4;45.4 Der Tunneleffekt;557
9.5;46 Elektrische und magnetische Eigenschaften von Festkörpern;559
9.5.1;46.1 Elektrische Leitfähigkeit. Das Modell des Elektronengases;559
9.5.2;46.2 Bändermodell des Festkörpers. Metalle, Halbleiter, Isolatoren;560
9.5.3;46.3 Elektrische Ströme in Halbleitern. Eigenleitung, Störstellenleitung;564
9.5.4;46.4 Der pn-Übergang;567
9.5.5;46.5 Halbleiterdiode, Transistor;569
9.5.6;46.6 Magnetische Eigenschaften. Dia- und Paramagnetismus;571
9.5.7;46.7 Ferromagnetismus, Antiferro- und Ferrimagnetismus;573
9.5.8;46.8 Supraleitung. Der Josephson-Effekt;576
9.5.9;46.9 Supraflüssigkeit;579
9.6;47 Atomkerne;580
9.6.1;47.1 Masse, Ladung und Zusammensetzung der Kerne;580
9.6.2;47.2 Isotope;581
9.6.3;47.3 Isobare, Isotone, Nuklide, Isomere;582
9.6.4;47.4 Massendefekt und Bindungsenergie der Kerne;582
9.6.5;47.5 Stabilitätskriterien. Kernsystematik;584
9.6.6;47.6 Kernkräfte;587
9.6.7;47.7 Kernmodelle;588
9.7;48 Die natürliche Radioaktivität;590
9.7.1;48.1 Der ?-Zerfall der schweren Kerne;590
9.7.2;48.2 Der ?-Zerfall. Gammastrahlung;591
9.7.3;48.3 Das Zerfallsgesetz. Spezifische Aktivität;593
9.7.4;48.4 Radioaktive Zerfallsreihen und radioaktives Gleichgewicht;595
9.7.5;48.5 Dosimetrie und biologische Wirkung ionisierender Strahlung;596
9.8;49 Künstliche Kernumwandlungen;599
9.8.1;49.1 Arten künstlicher Kernumwandlungen;599
9.8.2;49.2 Massen- und Energiebilanz von Kernreaktionen.Wirkungsquerschnitt;600
9.8.3;49.3 Kernspaltung. Gewinnung von Kernspaltungsenergie;601
9.8.4;49.4 Arten von Kernreaktoren;604
9.8.5;49.5 Kernfusion;605
9.9;50 Elementarteilchen;607
9.9.1;50.1 Entwicklung zum Teilchen-„Zoo“;607
9.9.2;50.2 Erhaltungssätze für Baryonenladung, Leptonenladung, Isospin, Strangeness und Hyperladung;608
9.9.3;50.3 Die elementaren Teilchen: Leptonen und Quarks;610
9.9.4;50.4 Zusammengesetzte Elementarteilchen. Hadronen;612
9.9.5;50.5 Die elementaren Kräfte (Wechselwirkungen). Feldquanten;613
9.9.6;50.6 Standardmodell der Teilchenphysik. Vereinheitlichte Theorieder elementaren Kräfte;615
9.9.7;50.7 Kosmologie. Dunkle Materie und Dunkle Energie;616
10;A ANHANG: Fehlerrechnung(Messabweichungen);618
10.1;A.1 Arten und Ursachen von Messabweichungen;618
10.2;A.2 Ermittlung von Messergebnis und Messabweichung;619
10.3;A.3 Zufallsstreuung von Messwerten;621
10.4;A.4 Fehlerfortpflanzung;625
10.5;A.5 Geradenausgleich (lineare Regression). Korrelation;627
11;Bildquellenverzeichnis;630
12;Lösungen der Aufgaben;631
13;Index;637
