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Physik für Alle


Physik für Alle


Verdammt clever! 2. Aufl.

von: Martin Pohl

21,99 €

Verlag: Wiley-VCH
Format: PDF
Veröffentl.: 08.05.2014
ISBN/EAN: 9783527674695
Sprache: deutsch
Anzahl Seiten: 282

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Beschreibungen

<p>Physik für alle – das schließt neben Naturwissenschaftlern und Lehramtskandidaten auch Geisteswissenschaftler ein. Dieses Buch richtet sich an Leser, die ganz ohne Mathematik die Konzepte der Physik sowie Struktur und grundlegende Aussagen physikalischer Formeln verstehen wollen.</p> <p>Beschrieben wird in leicht verständlicher Form die Physik in der Folge ihrer historischen Entwicklung. Der Schwerpunkt liegt auf der Verwendung von Konzepten und, unter Verwendung einfacher Mathematik, ihrer Formulierung in physikalischen Formeln. Ein weiteres Thema sind die Methoden der Wahrheitsfindung<br /> in der Physik. Konzeptionelle Fragen an den Leser sowie Übungsaufgaben am Ende der einzelnen Kapitel bieten Gelegenheit für eine Reflexion und die Festigung der Methoden und Inhalte.</p> <p>Aufgrund des intuitiven Zugangs zu physikalischen Themen und der Diskussion der grundlegenden Konzepte der Physik eignet sich dieses Buch besonders als Einführung in die Physik für alle Nicht-Naturwissenschaftler. Es ist aus der gleichnamigen, sehr erfolgreichen Vorlesung entstanden, die der Autor seit dem Jahr 2010 an der Universität Potsdam hält. Die einzelnen Kapitel sind mit Ausnahme des ersten als in sich abgeschlossene Themenblöcke konzipiert.</p>
Vorwort XI <p>Abkürzungen XIII</p> <p>1 Aufgabe und historische Entwicklung der Physik 1</p> <p>1.1 Physik, Philosophie und Religion 1</p> <p>1.2 Messung und Vorhersage 3</p> <p>1.3 Wahrheit 6</p> <p>1.4 Grundlegende Methodik der Physik 9</p> <p>2 Koordinaten, Geschwindigkeit und Beschleunigung 11</p> <p>2.1 Koordinaten 11</p> <p>2.2 Bewegungsgesetze 14</p> <p>2.3 Galileis Fallexperimente 15</p> <p>2.4 Messunsicherheit 17</p> <p>2.5 Wissen testen 21</p> <p>3 Erhaltungssätze, Masse und Impuls 23</p> <p>3.1 Galileis Prinzipien 23</p> <p>3.2 Masse und Impuls 27</p> <p>3.3 Newton’sche Bewegungsgesetze 28</p> <p>3.4 Relativität und Erhaltungssätze 31</p> <p>3.5 Schwerpunkt und Relativbewegung 32</p> <p>3.6 Wissen testen 34</p> <p>4 Das Gravitationsgesetz und der Aufbau des Sonnensystems 35</p> <p>4.1 Das Sonnensystem 35</p> <p>4.2 Von Brahe zu Kepler 40</p> <p>4.3 Isaac Newton und das Gravitationsgesetz 43</p> <p>4.4 Anwendung des Gravitationsgesetzes 45</p> <p>4.5 Drehimpuls 48</p> <p>4.6 Wissen testen 50</p> <p>5 Arbeit, Energie und Leistung 51</p> <p>5.1 Induktive Logik und Bias 51</p> <p>5.2 Arbeit, Energie und Leistung 53</p> <p>5.3 Abhängigkeit vom Bezugssystem 57</p> <p>5.4 Potenzielle Energie und Energieerhaltung 58</p> <p>5.5 Wärme und Bindungsenergie 61</p> <p>5.6 Energie und Impuls 65</p> <p>5.7 Wissen testen 67</p> <p>6 Elektrizität und Magnetismus 69</p> <p>6.1 Ladung und elektrische Kraft 69</p> <p>6.2 Van-der-Waals’sche Kräfte 73</p> <p>6.3 Elektrischer Strom und Magnetismus 76</p> <p>6.4 Wie wird Kraft übertragen? 79</p> <p>6.5 Elektrische Energie und Spannung 83</p> <p>6.6 Induktion und Radiowellen 84</p> <p>6.7 Wissen testen 86</p> <p>7 Die Magie großer Zahlen: Flüssigkeiten und Gase 87</p> <p>7.1 Statistik 87</p> <p>7.2 Kinetische Gastheorie 89</p> <p>7.3 Wärme und Druck 92</p> <p>7.4 Strömungslehre 95</p> <p>7.5 Determinismus und Chaos 99</p> <p>7.6 Wissen testen 102</p> <p>8 Wellen 103</p> <p>8.1 Oszillationen 103</p> <p>8.2 Störungen in kontinuierlichenMedien 107</p> <p>8.3 Wellenüberlagerung 109</p> <p>8.3.1 Stehende Wellen 109</p> <p>8.3.2 Wellenpakete 110</p> <p>8.3.3 Interferenz und Beugung 111</p> <p>8.4 Wissen testen 117</p> <p>9 Der Weg zur speziellen Relativitätstheorie 119</p> <p>9.1 Wellenausbreitung im Medium 119</p> <p>9.2 Dopplereffekt 123</p> <p>9.3 Die Lichtgeschwindigkeit 126</p> <p>9.4 Das Michelson-Morley-Experiment 129</p> <p>9.5 Die Grundprinzipien der speziellen Relativität 131</p> <p>9.6 Wissen testen 132</p> <p>10 Einsteins spezielle Relativitätstheorie 133</p> <p>10.1 Albert Einstein 133</p> <p>10.2 Die Lorentz-Transformation 135</p> <p>10.3 Geschwindigkeit und Ausbreitungsrichtung 140</p> <p>10.4 Lichtlaufzeit 142</p> <p>10.5 Impuls und Energie 145</p> <p>10.6 Wissen testen 149</p> <p>11 Die allgemeine Relativitätstheorie 151</p> <p>11.1 Das Äquivalenzprinzip 151</p> <p>11.2 Rotverschiebung und Lichtablenkung 156</p> <p>11.3 Schwarze Löcher 160</p> <p>11.4 Kosmologie 162</p> <p>11.5 Wissen testen 167</p> <p>12 Atome und ihr Aufbau 169</p> <p>12.1 Die Atomhypothese 169</p> <p>12.2 Das Elektron 171</p> <p>12.3 Radioaktivität 175</p> <p>12.4 Die Struktur der Atome 180</p> <p>12.5 Wissen testen 183</p> <p>13 Auf dem Weg zur Quantenphysik 185</p> <p>13.1 Atomspektren 185</p> <p>13.2 Schwarzkörperstrahlung 189</p> <p>13.3 Die Bestätigung der Quantenhypothese 192</p> <p>13.3.1 Der Fotoeffekt 192</p> <p>13.3.2 Der Comptoneffekt 193</p> <p>13.4 Welle-Teilchen-Dualismus 195</p> <p>13.5 Das Bohr’sche Atommodell 196</p> <p>13.6 Wissen testen 199</p> <p>14 Quantenmechanik 201</p> <p>14.1 De Broglies Teilchenwellen 201</p> <p>14.1.1 Elektronenstreuung 205</p> <p>14.2 Teilchenoptik 206</p> <p>14.2.1 Tunneleffekt 210</p> <p>14.3 Spin und Quantenstatistik 212</p> <p>14.4 Wissen testen 215</p> <p>15 Wahrscheinlichkeit und Unschärfe 217</p> <p>15.1 Die Wellenfunktion 217</p> <p>15.1.1 Streuung 219</p> <p>15.1.2 Wahrscheinlichkeitsinterpretation 221</p> <p>15.2 Die Unschärferelation 222</p> <p>15.3 Interpretation 226</p> <p>15.4 Verschränkte Teilchen 227</p> <p>15.5 Wissen testen 229</p> <p>16 Vom Standardmodell zu heutigen Entwicklungen der Physik 231</p> <p>16.1 Antiteilchen 231</p> <p>16.2 Quantisierung von Feldern 233</p> <p>16.3 Virtuelle Teilchen 234</p> <p>16.4 Struktur des Atomkerns 237</p> <p>16.5 Schwache Wechselwirkung 240</p> <p>16.6 Das Standardmodell und weitergehende Fragen 242</p> <p>16.7 Wissen testen 244</p> <p>17 Ausklang 245</p> <p>Richtig gelöst 247</p> <p>Literaturnachweis 263</p> <p>Stichwortverzeichnis 265</p>
<b>Martin Pohl</b> ist Professor für Theoretische Astroteilchenphysik an der Universität Potsdam und Leitender Wissenschaftler am Deutschen Elektronensynchrotron (DESY). Nach Abschluss seines Studiums an der Universität Bonn war er nach Forschungstätigkeiten an verschiedenen Instituten im In- und<br /> Ausland Professor an der Iowa State University, bis er seine jetzige Stelle antrat. Er war über neun Jahre als GLAST Interdisciplinary Scientist für die NASA tätig und wurde jüngst zum Fellow der American Physical Society ernannt. Neben Fachvorlesungen in der Physik versucht er, die Prinzipien der Naturwissenschaften und der Physik in einer fachübergreifenden Physikausbildung zu vermitteln.
<p>Physik für alle – das schließt neben Naturwissenschaftlern und Lehramtskandidaten auch Geisteswissenschaftler ein. Dieses Buch richtet sich an Leser, die ganz ohne Mathematik die Konzepte der Physik sowie Struktur und grundlegende Aussagen physikalischer Formeln verstehen wollen.</p> <p>Beschrieben wird in leicht verständlicher Form die Physik in der Folge ihrer historischen Entwicklung. Der Schwerpunkt liegt auf der Verwendung von Konzepten und, unter Verwendung einfacher Mathematik, ihrer Formulierung in physikalischen Formeln. Ein weiteres Thema sind die Methoden der Wahrheitsfindung<br /> in der Physik. Konzeptionelle Fragen an den Leser sowie Übungsaufgaben am Ende der einzelnen Kapitel bieten Gelegenheit für eine Reflexion und die Festigung der Methoden und Inhalte.</p> <p>Aufgrund des intuitiven Zugangs zu physikalischen Themen und der Diskussion der grundlegenden Konzepte der Physik eignet sich dieses Buch besonders als Einführung in die Physik für alle Nicht-Naturwissenschaftler. Es ist aus der gleichnamigen, sehr erfolgreichen Vorlesung entstanden, die der Autor seit dem Jahr 2010 an der Universität Potsdam hält. Die einzelnen Kapitel sind mit Ausnahme des ersten als in sich abgeschlossene Themenblöcke konzipiert.</p>

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