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Lehrbuch zur Experimentalphysik Band 1: Mechanik

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Produktdetails

Titel: Lehrbuch zur Experimentalphysik Band 1: Mechanik
Autor/en: Joachim Heintze

EAN: 9783642412103
Format:  PDF
Herausgegeben von Peter Bock
Springer Berlin Heidelberg

8. Juli 2014 - pdf eBook

Dieses Buch zur Experimentalphysik ist der erste Band der lange erwarteten Ausarbeitung der überaus beliebten Vorlesungen von Joachim Heintze. Die Liebe des Autors für die Physik und für spannende und historische Experimente ist in das Buch eingegangen und in allen Kapiteln unvermindert zu spüren.

Hier finden Sie alle für das Bachelor- und das Nebenfachstudium der Physik relevanten Themen in anschaulicher und besonders gut verständlicher Form mit vielen Abbildungen präsentiert. Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen erleichtern die Prüfungsvorbereitung. Ob Physik Ihr Hauptfach sein mag oder ein Begleitfach in jedem Fall werden Sie von den klaren Erläuterungen und den eingängigen Darstellungen profitieren und vieles mitnehmen, das Sie auf Ihrem weiteren Weg begleiten wird.

"Möge dieses Buch dazu dienen, allen Studenten die Schönheit der Physik aufzuzeigen, Zusammenhänge zu sehen, das Studium zu erleichtern und damit dieses Vermächtnis zu erkennen und weiter zu tragen."

Hans-Georg Siebig, Aus dem Vorwort

Der Autor

Joachim Heintze studierte Physik in Berlin und an der Universität Göttingen und wurde 1953 an der Universität Heidelberg bei Otto Haxel promoviert. 1958 habilitierte er über Elektronenspinpolarisation beim Betazerfall. Danach war er einige Jahre am CERN. 1963 erhielt er mit Volker Soergel für Arbeiten zur Messung des seltenen Betazerfall des Pions den Gustav-Hertz-Preis. Ab 1964 war Heintze Professor an der Universität Heidelberg.

Teil I Mechanik.- 1 Längen- und Zeitmessung.- 1.1 Längenmessung- 1.2 Zeitmessung- 1.3 Zeit- und Längenstandards und das internationale Einheitensystem.- 1.4 Messung der Lichtgeschwindigkeit.- 2 Kinematik des Massenpunkts.- 2.1 Geradlinige Bewegung.- 2.2 Maßeinheiten und Dimensionen von physikalischen Größen.- 2.3 Bewegung im Raum.- 2.4 Die Kreisbewegung.- 2.5 Wechsel des Koordinatensystems.- 2.6 Skalare und Vektoren.- 3 Newtonsche Dynamik.- 3.1 Die Newtonschen Gesetze.- 3.2 Harmonische Schwingungen.- 3.3 Gravitation und Planetenbewegung- 3.4 Quantitatives zur Masse.- 3.5 Grenzen der Newtonschen Mechanik.- 4 Impuls- 4.1 Impuls und Kraftstoß.- 4.2 Systeme von Massenpunkten, der Schwerpunkt- 4.3 Raketenantrieb, Bewegung von Körpern mit veränderlicher Masse.- 4.4 Stoßprozesse: Der kollineare Stoß.- 4.5 Der schiefe Stoß.- 5 Energie.- 5.1 Energie, Arbeit, Leistung bei geradliniger Bewegung eines Massepunkts.- 5.2 Maßeinheiten für Energie, Arbeit und Leistung.- 5.3 Energie und Arbeit bei der Bewegung im Raum.- 5.4 Energie und Arbeit bei einem System von Massenpunkten.- 5.5 Energiediagramme, Gleichgewicht.- 5.6 Energie und Quantenphysik.- 6 Kräfte- 6.1 Überblick über Kräfte und Wechselwirkungen.- 6.2 Reibung.- 6.3 Allgemeine Bemerkungen über Kräfte- 7 Beschleunigte Bezugssysteme.- 7.1 Geradlinige Beschleunigung des Bezugssystem- 7.2 Rotierende Bezugssysteme.- 7.3 Die Erde als rotierendes Bezugssystem.- 7.4 Nochmals: Was ist ein Inertialsystem?.-8 Kinematik und Statik des starren Körpers .- 8.1 Translation und Rotation .- 8.2 Drehmoment und Kräftepaar .- 8.3 Polare und axiale Vektoren .- 8.4 Die Gleichgewichtsbedingungen.- 8.5 Gleichgewicht im Schwerefeld, der Schwerpunkt.- 8.6 Beispiele zur Statik.-9 Rotation um eine feste Achse.- 9.1 Das Trägheitsmoment .- 9.2 Rotation um eine feste Achse und geradlinige Bewegung .- 9.3 Die Rollbewegung.- 10 Drehimpuls .- 10.1 Drehimpuls eines Massenpunkt.- 10.2 Systeme von Massenpunkten .10.3 Die Bewegungsgleichung des starren Körpers .-10.4 Erhaltung des Drehimpulses.- 10.5 Drehimpulserhaltung, Rotationsenergie und Zentrifugalkraft .- 10.6 Drehimpuls, Winkelgeschwindigkeit und Trägheitsmoment .- 10.7 Drehimpuls und Quantenmechanik.- 11 Rotation im Raum.- 11.1 Die Kreiselpräzession- 11.2 Die Nutationsbewegung des Kreisels.- 11.3 Anwendungen.- 12 Schwingungen.- 12.1 Die ungedämpfte harmonische Schwingung.- 12.2 Gedämpfte Schwingungen.- 12.3 Erzwungene Schwingungen.- 12.4 Gekoppelte Schwingungen.- 12.5 Lösung der Schwingungsgleichung mit komplexen Zahlen .- 12.6 Unharmonische Schwingungen .-Teil II Relativistische Mechanik und Atomkerne.-13 Das Relativitätsprinzip . .-13.1 Relativitätsprinzip und Lichtgeschwindigkeit .- 13.2 Das Michelson-Morley-Experiment.- 13.3 Die Lorentz-Transformation.- 13.4 Einsteins Spezielle Relativitätstheorie .-14 Relativistische Kinematik .-14.1 Zeit- und Längenmessung, Gleichzeitigkeit.- 14.2 Ableitung der Lorentz-Transformation ..-14.3 Addition von Geschwindigkeiten.- 14.4 Doppler-Effekt .- 14.5 Experimentelle Nachprüfung .- 15 Relativistische Dynamik .- 15.1 Newtonsche Dynamik und Lorentz-Transformation ..- 15.2 Minkowski-Welt, Vierervektoren .- 15.3 Der relativistische Viererimpuls .-15.4 Äquivalenz von Masse und Energie .- 15.5 Stoßprozesse .- 15.6 Die Bewegungsgleichung . .-15.7 Die Lichtgeschwindigkeit als Grenzgeschwindigkeit . .-15.8 Mechanik von Teilchen mit der Ruhemasse Null.- 16 Der Atomkern .- 16.1 Atome und Atomkerne.- 16.2 Isotope.- 16.3 Bindungsenergie, Kernradius, Tröpfchenmodell des Atomkerns.-17 Radioaktivität .-17.1 Radioaktive Strahlung .-17.2 Ionisation und Reichweite geladener Teilchen .- 17.3 Absorption von -Quanten. .- 17.4 Der radioaktive Zerfall von Atomkernen.- 18 Wahrscheinlichkeitsrechnung in der Physik.- 18.1 Mathematische Wahrscheinlichkeit .-18.2 Wahrscheinlichkeitsverteilungen.-18.3 Die statistische Intervallverteilung.-18.4 Ein Anwendungsbeispiel: Die Rutherfordsche Streuformel .- 19 Kernreaktionen und Neutronen .- 19.1 Beispiele für Kernreaktionen .- 19.2 Erzeugung und Nachweis von Neutronen .- 19.3 Thermische Neutronen .- 19.4 Kernspaltung und Kernreaktoren.- 19.5 Kernreaktionen bei hohen Energien .- 20 Strahlendosis und Strahlenschutz .- 20.1 Einheiten .- 20.2 Natürliche und zivilisationsbedingte Strahlenbelastung .20.3 Strahlenwirkung und Strahlenschutz .-M Mathematischer Anhang .- M.1 Geometrie und Algebra .- M.2 Funktionen .- M.3 Differentialrechnung.- M.4 Integralrechnung.- M.5 Differential- und Integralrechnung bei mehreren Variablen .- M.6 Vektorrechnung .- M.7 Vektoranalysis .- M.8 Komplexe Zahlen.- Lösungen der Übungsaufgaben.-1 Abbildungsnachweise.- I ndex

Joachim Heintze (1926-2012) studierte nach dem Ende des zweiten Weltkrieges in Berlin und Göttingen Physik und wurde in Göttingen Schüler von Otto Haxel, dem er nach Heidelberg folgte, wo er seine Promotion abschloss und sich auch habilitierte. Anschließend arbeitete er mehrere Jahre am CERN in Genf. Von 1963 an bis zu seiner Emeritierung 1991 war er Ordinarius für Physik am I. Physikalischen Institut der Universität Heidelberg; er wirkte zeitweilig auch als Dekan. Als Forscher ist sein Name untrennbar mit der Entwicklung von Spurendetektoren für hochenergetische geladene Teilchen verbunden. Durch seine Arbeiten über schwache Wechselwirkung und Elektron-Positron-Vernichtung hat er die Teilchenphysik über viele Jahre hinweg wesentlich mitgeprägt. Für seine Arbeiten über seltene Pionen-Zerfälle erhielt er 1963 den Physikpreis der DPG; 1992 wurde ihm der Max Born-Preis verliehen. J. Heintze war auch ein engagierter Lehrer; dieses Buch ist aus seinen Vorlesungen über Experimentalphysik für Studenten der ersten Semester hervorgegangen.

"... Ein verständlicher Schreibstil, viele Abbildungen und Diagramme, geschickt gewählte Beispiele, die sich so in keinem anderen Lehrbuch finden, sowie interessante Querbezüge zu anderen Teilgebieten und in Fußnoten angemerkte historische Fakten machen dieses Buch zu einer Empfehlung für das Bachelor-Studium. ... Dozentinnen und Dozenten werden in diesem Buch didaktische Anregungen finden. (Karl schäfer, in: Amazon.de, 1. Februar 2016) 

"... ist dieses Buch auch Lehrern wärmstens zu empfehlen. ... finden sich zahlreiche hochwertige Zeichnungen und Fotografien. So lässt sich das Werk sowohl angenehm fortlaufend lesen als auch gut zum Nachschlagen nutzen. Aufgaben, auch hier wieder oft mit Praxisbezug, runden das Ganze ab, freundlicherweise mit Lösungen. ... Das Buch wird diesem Ziel sicherlich gerecht und dürfte daher Pflichtlektüre für Studenten, Lehrer und Dozenten werden." (Kai Müller, in: Physik Journal, Jg. 13, November 2014)

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