- ホーム
- > 洋書
- > ドイツ書
- > Mathematics, Sciences & Technology
- > Physics and Astronomy
- > general surveys & lexicons
Full Description
Halliday Physik Bachelor-Edition damit Ihr Nebenfach zum Lieblingsfach wird! Die Bachelor-Edition ist ideal fur Studienanfanger und Studenten technisch orientierter Studiengange, z.B. Studenten der Ingenieurwissenschaften, technischen Optik oder Medizintechnik. Hier wird Physik nicht als abstrakte Fachwissenschaft betrieben, sondern anschaulich dargestellt und in einen praxisnahen Kontext eingebettet. Bereits bei den Kapiteleinstiegen werden konkrete Anwendungen hervorgehoben. Die Texte sind anschaulich und leicht zu lesen, und viele Verstandnisfragen unterstutzen den Lernprozess. Das Buch deckt folgende Teilgebiete ab: Mechanik Schwingungen und Wellen Thermodynamik Elektrostatik und -dynamik Optik Moderne Physik Zu jedem Themenkomplex gibt es durchgerechnete Beispielaufgaben. Tipps zur Herangehensweise an Aufgabenstellungen sowie Zusammenfassungen sind ideal fur die Prufungsvorbereitung. Viele weitere Aufgaben und anschauliches Zusatzmaterial sind uber den Physiktrainer auf www.halliday.de frei zuganglich.Das konnen Sie erwarten durchgerechnete Beispielaufgaben zu jedem Themenkomplex strategische Tipps zur Herangehensweise an physikalische Aufgabenstellungen kurze, prazise Zusammenfassungen im Glossarstil Kennzeichnung von mathematischen Inhalten, die optional sind hochwertige Ausstattung, komplett vierfarbig
Contents
oa1--15 Mechanik 16--18 Schwingungen und Wellen 19--21 Thermodynamik 22--34 Elektrostatik und Elektrodynamik 35--37 Optik 38--42 Jenseits der klassischen Physik 1 Messung und Masseinheiten 1-1 Dinge messen 2 1-2 Das internationale Einheitensystem SI 2 1-3 Einheiten umwandeln 3 1-4 Lange 5 1-5 Zeit 6 1-6 Masse 9 Zusammenfassung 10 2 Geradlinige Bewegung 2-1 Bewegung 12 2-2 Ort und Verschiebung 12 2-3 Durchschnittsgeschwindigkeit 13 2-4 Momentangeschwindigkeit 16 2-5 Beschleunigung 19 2-6 Gleichmassig beschleunigte Bewegung: Ein Sonderfall 22 2-7 Ein weiterer Zugang zur gleichmassig beschleunigten Bewegung 25 2-8 Der freie Fall 26 Zusammenfassung 29 3 Vektoren 3-1 Vektoren und Skalare 32 3-2 Geometrische Addition von Vektoren 32 3-3 Komponenten von Vektoren 34 3-4 Einheitsvektoren 39 3-5 Vektoren komponentenweise addieren 40 3-6 Vektoren und physikalische Gesetze 42 3-7 Multiplikation von Vektoren 43 3-8 Felder 47 3-9 Partielle Ableitungen 48 3-10 Der Gradient 50 3-11 Die Divergenz 51 3-12 Die Rotation 51 3-13 Zweite Ableitungen 52 3-14 Komplexe Zahlen und Funktionen 53 Zusammenfassung 55 4 Bewegung in zwei und drei Dimensionen 4-1 Bewegung in zwei oder drei Dimensionen 58 4-2 Ort und Verschiebung 58 4-3 Durchschnittsgeschwindigkeit und Momentangeschwindigkeit 60 4-4 Durchschnittsbeschleunigung und Momentanbeschleunigung 62 4-5 Wurfbewegungen 65 4-6 Analyse der Wurfbewegung 66 4-7 Die gleichformige Kreisbewegung 73 4-8 Relativbewegung in einer Dimension 75 4-9 Relativbewegung in zwei Dimensionen 77 Zusammenfassung 79 5 Die Newtonschen Gesetze der Mechanik 5-1 Wodurch wird Beschleunigung verursacht? 82 5-2 Das erste Newtonsche Gesetz 82 5-3 Kraft 83 5-4 Masse 85 5-5 Das zweite Newtonsche Gesetz 86 5-6 Einige besondere Krafte 92 5-7 Das dritte Newtonsche Gesetz 97 5-8 Anwendung der Newtonschen Gesetze 98 Zusammenfassung 106 6 Kraft und Bewegung 6-1 Reibung 110 6-2 Eigenschaften der Reibung 111 6-3 Stromungswiderstand und Endgeschwindigkeit 116 6-4 Gleichformige Kreisbewegung 119 Zusammenfassung 125 7 Kinetische Energie und Arbeit 7-1 Energie 128 7-2 Arbeit 129 7-3 Arbeit und kinetische Energie 130 7-4 Von der Gravitationskraft verrichtete Arbeit 134 7-5 Von einer Federkraft verrichtete Arbeit 139 7-6 Von einer allgemeinen veranderlichen Kraft verrichtete Arbeit 143 7-7 Leistung 146 Zusammenfassung 148 8 Potenzielle Energie und Energieerhaltung 8-1 Potenzielle Energie 152 8-2 Wegunabhangigkeit von konservativen Kraften 153 8-3 Berechnung der potenziellen Energie 156 8-4 Der Energieerhaltungssatz der Mechanik 159 8-5 Grafische Darstellung der potenziellen Energie 163 8-6 An einem System verrichtete Arbeit 166 8-7 Energieerhaltung 171 Zusammenfassung 173 9 Systeme von Teilchen 9-1 Ein besonderer Punkt 176 9-2 Der Schwerpunkt 176 9-3 Das zweite Newtonsche Axiom fur ein Teilchensystem 181 9-4 Der Impuls eines Teilchens 185 9-5 Der Impuls eines Teilchensystems 185 9-6 Die Impulserhaltung 187 9-7 Systeme mit veranderlicher Masse: Eine Rakete 191 9-8 Aussere Krafte und Anderungen der inneren Energie 194 Zusammenfassung 196 10 Stossprozesse 10-1 Was ist ein Stoss? 200 10-2 Kraftstoss und Impuls 201 10-3 Impuls und kinetische Energie bei Stossprozessen 204 10-4 Inelastische eindimensionale Stosse 205 10-5 Elastische eindimensionale Stosse 209 10-6 Zweidimensionale Stosse 213 Zusammenfassung 215 11 Die Rotation 11-1 Translation und Rotation 218 11-2 Rotationsvariable 218 11-3 Sind Winkelgrossen Vektoren? 222 11-4 Rotation mit konstanter Winkelbeschleunigung 223 11-5 Beziehungen zwischen den Variablen fur lineare Bewegung und Rotation 226 11-6 Die kinetische Energie der Rotation 229 11-7 Berechnung des Tragheitsmoments 230 11-8 Das Drehmoment 233 11-9 Das zweite Newtonsche Axiom fur die Rotation 234 11-10 Arbeit und kinetische Energie der Rotation 238 Zusammenfassung 242 12 Rollen, Drehmoment und Drehimpuls 12-1 Rollen 246 12-2 Die kinetische Energie der Rollbewegung 248 12-3 Krafte bei der Rollbewegung 249 12-4 Ein Jo-Jo 251 12-5 Eine erweiterte Definition des Drehmoments 252 12-6 Der Drehimpuls 254 12-7 Das zweite Newtonsche Axiom in Winkelschreibweise 256 12-8 Der Drehimpuls eines Teilchensystems 258 12-9 Der Drehimpuls eines rotierenden starren Korpers 259 12-10 Die Erhaltung des Drehimpulses 262 Zusammenfassung 269 13 Gleichgewicht und Elastizitat 13-1 Gleichgewicht 272 13-2 Bedingungen fur das Gleichgewicht 273 13-3 Das Gravitationszentrum 274 13-4 Beispiele fur statische Gleichgewichte 276 13-5 Unterbestimmte Strukturen 283 13-6 Elastizitat 284 Zusammenfassung 289 14 Gravitation 14-1 Die Gravitationskraft in unserem Kosmos 292 14-2 Das Newtonsche Gravitationsgesetz 292 14-3 Gravitation und das Superpositionsprinzip 294 14-4 Die Gravitation in der Nahe der Erdoberflache 297 14-5 Die Gravitation innerhalb der Erde 300 14-6 Die potenzielle Energie der Gravitation 301 14-7 Planeten und Satelliten: Die Keplerschen Gesetze 306 14-8 Satelliten: Umlaufbahnen und Energie 310 Zusammenfassung 312 15 Fluide 15-1 Was ist ein Fluid? 316 15-2 Dichte 316 15-3 Druck 316 15-4 Ruhende Fluide 318 15-5 Druckmessung 321 15-6 Das Pascalsche Prinzip 322 15-7 Das Archimedische Prinzip 324 15-8 Ideale Fluide in Bewegung 327 15-9 Die Kontinuitatsgleichung 328 15-10 Die Bernoulli-Gleichung 331 Zusammenfassung 335 16 Schwingungen 16-1 Schwingungen 338 16-2 Harmonische Schwingungen 338 16-3 Das Kraftgesetz der harmonischen Schwingung 341 16-4 Die Energie der harmonischen Schwingung 345 16-5 Das Torsionspendel 347 16-6 Pendel 348 16-7 Harmonische Schwingungen und die gleichformige Kreisbewegung 354 16-8 Gedampfte harmonische Schwingungen 355 16-9 Erzwungene Schwingungen und Resonanz 357 16-10 Das Foucaultsche Pendel 358 Zusammenfassung 359 17 Wellen 17-1 Wellen und Teilchen 362 17-2 Wellenarten 362 17-3 Transversale und longitudinale Wellen 363 17-4 Wellenlange und Frequenz 364 17-5 Die Geschwindigkeit einer fortlaufenden Welle 366 17-6 Die Wellengeschwindigkeit fur ein gespanntes Seil 370 17-7 Energie und Leistung einer fortlaufenden Seilwelle 372 17-8 Das Superpositionsprinzip fur Wellen 375 17-9 Die Interferenz von Wellen 375 17-10 Darstellung einer Welle durch einen Vektor 379 17-11 Stehende Wellen 380 17-12 Stehende Wellen und Resonanz 383 Zusammenfassung 385 18 Schallwellen 18-1 Schallwellen 388 18-2 Die Schallgeschwindigkeit 388 18-3 Ausbreitung von Schallwellen 391 18-4 Interferenz 394 18-5 Schallintensitat und Schallpegel 396 18-6 Musikalische Tone 400 18-7 Schwebungen 402 18-8 Der Doppler-Effekt 404 18-9 Uberschallgeschwindigkeiten und Schockwellen 408 Zusammenfassung 409 19 Temperatur, Warme und der erste Hauptsatz der Thermodynamik 19-1 Thermodynamik 412 19-2 Der nullte Hauptsatz der Thermodynamik 412 19-3 Temperaturmessung 413 19-4 Die Celsius- und die Fahrenheit-Skalen 415 19-5 Warmeausdehnung 417 19-6 Temperatur und Warme 419 19-7 Die Warmeaufnahme bei Festkorpern und Flussigkeiten 420 19-8 Warme und Arbeit: Eine ausfuhrlichere Betrachtung 426 19-9 Der erste Hauptsatz der Thermodynamik 428 19-10 Einige Beispiele fur den ersten Hauptsatz der Thermodynamik 429 Zusammenfassung 431 20 Die kinetische Gastheorie 20-1 Gase unter einem neuen Blickwinkel 434 20-2 Die Avogadro-Zahl 434 20-3 Ideale Gase 435 20-4 Druck, Temperatur und mittlere Geschwindigkeit 438 20-5 Die kinetische Translationsenergie 441 20-6 Die mittlere freie Weglange 442 20-7 Die Verteilungsfunktion der Molekulgeschwindigkeiten 444 20-8 Die molaren spezifischen Warmen idealer Gase 448 Zusammenfassung 452 21 Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 21-1 Gerichtete Prozesse 456 21-2 Entropienderungen 457 21-3 Derzweite Hauptsatz der Thermodynamik 461 21-4 Die Entropie in Aktion: Maschinen 462 21-5 Die Entropie in Aktion: Kaltemaschinen 468 21-6 Die Wirkungsgrade realer Maschinen 469 21-7 Eine statistische Interpretation der Entropie 470 Zusammenfassung 474 22 Elektrische Ladung 22-1 Elektromagnetismus 478 22-2 Elektrische Ladung 478 22-3 Leiter und Isolatoren 480 22-4 Das Coulombsche Gesetz 481 Zusammenfassung 489 23 Elektrische Felder 23-1 Ladungen und Krafte - genauer betrachtet 492 23-2 Das elektrische Feld 492 23-3 Elektrische Feldlinien 493 23-4 Das elektrische Feld einer Punktladung 495 23-5 Das Feld eines elektrischen Dipols 497 23-6 Das elektrische Feld einer linearen Ladungsverteilung 498 23-7 Das elektrische Feld einer geladenen Scheibe 503 23-8 Verhalten einer Punktladung in einem elektrischen Feld 504 23-9 Verhalten eines Dipols in einem elektrischen Feld 507 Zusammenfassung 510 24 Der Gausssche Satz 24-1 Das Coulombsche Gesetz in neuem Licht 512 24-2 Fluss 512 24-3 Fluss eines elektrischen Felds 513 24-4 Der Gausssche Satz 517 24-5 Gaussscher Satz und Coulombsches Gesetz 519 24-6 Eigenschaften eines geladenen, isolierten Leiters 520 Zusammenfassung 524 25 Elektrisches Potenzial 25-1 Elektrische potenzielle Energie 526 25-2 Elektrisches Potenzial 527 25-3 Aquipotenzialflachen 530 25-4 Berechnung des Potenzials aus dem Feld 531 25-5 Potenzial einer Punktladung 533 25-6 Potenzial einer Gruppe von Punktladungen 535 25-7 Potenzial eines elektrischen Dipols 536 25-8 Potenzial einer kontinuierlichen Ladungsverteilung 538 25-9 Berechnung des elektrischen Felds aus dem elektrischen Potenzial 540 25-10 Elektrische potenzielle Energie eines Systems von Punktladungen 542 25-11 Potenzial eines geladenen, isolierten leitenden Krpers 544 Zusammenfassung 545 26 Kapazitat 26-1 Kondensatoren und ihre Anwendungen 548 26-2 Kapazitat 548 26-3 Berechnung der Kapazitat 550 26-4 Parallel- und Reihenschaltung von Kondensatoren 554 Zusammenfassung 556 27 Elektrischer Strom und Widerstand 27-1 Ladung in Bewegung: Elektrische Strome 560 27-2 Elektrischer Strom 560 27-3 Stromdichte 563 27-4 Widerstand und spezifischer Widerstand 567 27-5 Ohmsches Gesetz 570 27-6 Das Ohmsche Gesetz - mikroskopisch betrachtet 572 27-7 Elektrische Leistung in Stromkreisen 574 27-8 Halbleiter 576 27-9 Supraleiter 577 Zusammenfassung 579 28 Stromkreise 28-1 "Pumpen von Ladung 582 28-2 Arbeit, Energie und Spannung 582 28-3 Der einfache Stromkreis 584 28-4 Widerstande im einfachen Stromkreis 586 28-5 Potenzialdifferenzen 588 28-6 Verzweigte Stromkreise 591 28-7 Amperemeter und Voltmeter 599 28-8 Stromkreise mit Kondensator 599 Zusammenfassung 603 29 Magnetfelder 29-1 Das Magnetfeld 606 29-2 Definition von B 606 29-3 Gekreuzte Felder: Die Entdeckung des Elektrons 611 29-4 Gekreuzte Felder: Der Hall-Effekt 612 29-5 Geladene Teilchen auf einer Kreisbahn 615 29-6 Zyklotron und Synchrotron 620 29-7 Magnetische Kraft auf einen stromdurchflossenen Draht 622 29-8 Drehmoment auf eine stromdurchflossene Drahtschleife 624 29-9 Magnetisches Dipolmoment 627 Zusammenfassung 629 30 Magnetfelder aufgrund von Stromen 30-1 Das Magnetfeld eines Stroms 632 30-2 Die Kraft zwischen parallelen Stromen 638 30-3 Das Amperesche Gesetz 639 Zusammenfassung 643 31 Induktion und Induktivitat 31-1 Zwei symmetrische Situationen 646 31-2 Zwei Experimente 646 31-3 Das Faradaysche Induktionsgesetz 647 31-4 Die Lenzsche Regel 650 31-5 Induktion und Energietransfer 653 31-6 Induzierte elektrische Felder 656 31-7 Induktivitat 660 31-8 Selbstinduktion 661 Zusammenfassung 663 32 Magnetismus und Materie 32-1 Magnete 666 32-2 Der Gausssche Satz fur Magnetfelder 666 32-3 Der Erdmagnetismus 667 32-4 Der Magnetismus von Elektronen 668 32-5 Magnetische Materialien 672 32-6 Diamagnetismus 673 32-7 Paramagnetismus 674 32-8 Ferromagnetismus 676 32-9 Induzierte magnetische Felder 679 32-10 Der Verschiebungsstrom 682 Zusammenfassung 684 33 Elektromagnetische Schwingkreise und Wechselstrom 33-1 Neue Physik - alte Mathematik 688 33-2 LC-Schwingungen: Eine qualitative Diskussion 688 33-3 Die Analogie: Elektrischer und mechanischer Schwingkreis 691 33-4 LC-Schwingungen: Eine quantitative Diskussion 692 33-5 Gedampfte Schwingungen in einem RLC-Kreis 696 33-6 Wechselstrom 698 33-7 Erzwungene Schwingungen 699 33-8 Drei einfache Stromkreise 699 33-9 Der in Reihe geschaltete RLC-Kreis 706 33-10 Die Leistung in Wechselstromkreisen 710 33-11 Transformatoren 713 Zusammenfassung 717 34 Die Maxwell-Gleichungen 34-1 Maxwells Regenbogen 720 34-2 Die Maxwell-Gleichungen 721 34-3 Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen 723 34-4 Energietransport und Poynting-Vektor 730 34-5 Der Strahlungsdruck 733 34-6 Polarisation 736 34-7 Reflexion und Brechung 740 34-8 Innere Totalreflexion 746 34-9 Polarisation durch Reflexion 748 Zusammenfassung 749 35 Abbildungen 35-1 Zwei Arten von Bildern 752 35-2 Ebene Spiegel 753 35-3 Kugelspiegel 754 35-4 Abbildungen an Kugelspiegeln 756 35-5 Spharische brechende Flachen 759 Zusammenfassung 764 36 Interferenz 36-1 Interferenz 766 36-2 Licht als Welle 766 36-3 Beugung 770 36-4 Der Doppelspaltversuch von Young 771 36-5 Koharenz 774 36-6 Intensitaten bei der Interferenz am Doppelspalt 775 36-7 Interferenz an dunnen Schichten 779 36-8 Das Michelson-Interferometer 785 Zusammenfassung 786 37 Beugung 37-1 Beugung und die Wellentheorie des Lichts 790 37-2 Beugung am Einzelspalt: Lokalisierung der Minima 791 37-3 Intensitaten bei der Beugung am Einzelspalt - qualitative Betrachtung 794 37-4 Intensitaten bei der Beugung am Einzelspalt - quantitative Betrachtung 796 37-5 Beugung an einer kreisrunden Offnung 798 37-6 Beugung am Doppelspalt 801 37-7 Beugungsgitter 804 37-8 Beugungsgitter: Dispersion und Auflosungsvermogen 807 37-9 Rontgenbeugung 810 Zusammenfassung 812 38 Relativitatstheorie 38-1 Womit beschaftigt sich die Relativitatstheorie? 814 38-2 Die Postulate 814 38-3 Messung von Ereignissen 816 38-4 Die Relativitat der Gleichzeitigkeit 817 38-5 Die Relativitat der Zeit 819 38-6 Die Relativitat der Lange 824 38-7 Die Lorentz-Transformation 826 38-8 Einige Folgen aus den Lorentz-Gleichungen 828 Zusammenfassung 831 39 Photonen und Materiefelder 39-1 Eine neue Welt 834 39-2 Das Photon: Teilchen des Lichts 834 39-3 Der photoelektrische Effekt 83639-4 Photonen haben einen Impuls 839 39-5 Licht als Wahrscheinlichkeitswelle 843 39-6 Elektronen und Materiewellen 845 39-7 Die Schrodinger-Gleichung 848 39-8 Die Heisenbergsche Unscharferelation 851 39-9 Der Tunneleffekt 852 39-10 Das Plancksche Strahlungsgesetz 855 Zusammenfassung 856 40 Mehruber Materiewellen 40-1 Der Aufbau der Atome 860 40-2 Wellen auf einem Seil und Materiewellen 860 40-3 Die eindimensionale Elektronenfalle 861 40-4 Das Elektron im Kastenpotenzial 865 40-5 Das Elektron im endlichen Kastenpotenzial 869 40-6 Realisierung von Elektronenfallen 872 40-7 Zwei- und dreidimensionale Elektronenfallen 874 40-8 Das Bohrsche Modell des Wasserstoffatoms 876 Zusammenfassung 886 41 Atome und Radioaktivitat 41-1 Einige Eigenschaften von Atomen 890 41-2 Der Spin des Elektrons 892 41-3 Drehimpulse und magnetische Dipolmomente 893 41-4 Das Stern-Gerlach-Experiment 895 41-5 Kernspinresonanz 898 41-6 Die Entdeckung des Atomkerns 899 41-7 Einige Eigenschaften von Atomkernen 900 41-8 Radioaktiver Zerfall 905 41-9 Radiometrische Zeitmessung 911 41-10 Masse fur Strahlungsdosen 912 Zusammenfassung 913 42 Metalle, Halbleiter und Isolatoren 42-1 Festkorper 918 42-2 Die elektrischen Eigenschaften von Festkorpern 918 42-3 Die Energieniveaus in einem kristallinen Festkorper 919 42-4 Nichtleiter 920 42-5 Metalle 921 42-6 Halbleiter 927 42-7 Dotierte Halbleiter 929 42-8 Der pn-Ubergang 932 42-9 Der Halbleiter-Gleichrichter 934 42-10 Anwendungen des pn-Ubergangs 935 42-11 Der Transistor 938 Zusammenfassung 939 Anhang A Das Internationale Einheitensystem (SI) 942 B Astronomische Daten 944 C Umrechnungsfaktoren 945 D Mathematische Formeln 947 E Eigenschaften der Elemente 951 F Ergebnisse der Kontrollfragen 954 G Bildquellenverzeichnis 957 H Index 959
