Buch, Deutsch, 1635 Seiten, Format (B × H): 224 mm x 282 mm, Gewicht: 3602 g
Reihe: Halliday Physik Deluxe
Buch, Deutsch, 1635 Seiten, Format (B × H): 224 mm x 282 mm, Gewicht: 3602 g
Reihe: Halliday Physik Deluxe
ISBN: 978-3-527-41356-0
Verlag: Wiley-VCH GmbH
Das Lehrbuch bietet den gesamten Stoff der einführenden Experimentalphysik-Vorlesungen für Hauptfachstudenten. Mehrere Kapitel wurden im Sinne der besseren Verständlichkeit komplett umgeschrieben, etwa zum Gauß'schen Satz und zum elektrischen Potential. Die Kapitel zur Quantenmechanik sind deutlich umfangreicher und behandeln nun die Schrödinger-Gleichung ausführlicher bis hin zur Reflexion von Materiewellen an Potentialstufen und der Schwarzkörperstrahlung.
Doch für die dritte Auflage wurden die Kapitel nicht nur überarbeitet, sondern didaktisch neu strukturiert: die Lerninhalte sind nun in Modulen organisiert, wobei jede Einheit die Lernziele explizit aufführt und die Schlüsselkonzepte zusammenfasst. So können Studentinnen und Studenten zielgerichtet lernen und den Lernerfolg nach der Lektüre selbst überprüfen.
Das selbstständige Lernen wird unterstützt durch rund 300 im Text durchgerechnete Beispiele, 250 Verständnis-Checks, mehr als 650 konzeptionelle Fragen sowie mehr als 2500 Aufgaben unterschiedlichen Schwierigkeitsgrads.
Fachgebiete
Weitere Infos & Material
1 Messung und Maßeinheiten
2 Geradlinige Bewegung
3 Vektoren
4 Bewegung in zwei und drei Dimensionen
5 Kraft und Bewegung - I
6 Kraft und Bewegung - II
7 Kinetische Energie und Arbeit
8 Potenzielle Energie und Energieerhaltung
9 Systeme von Teilchen
10 Die Rotation
11 Rollen, Drehmoment und Drehimpuls
12 Gleichgewicht und Elastitzität
13 Gravitation
14 Fluide
15 Schwingungen
16 Wellen - I
17 Wellen - II
18 Temperatur, Wärme und der erste Hauptsatz der Thermodynamik
19 Die kinetische Gastheorie
20 Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
21 Elektrische Ladung
22 Elektrische Felder
23 Der Gauß'sche Satz
24 Elektrisches Potential
25 Kapazität
26 Elektrischer Strom und Widerstand
27 Stromkreise
28 Magnetische Felder
29 Das magnetische Feld stromdurchflossener Leiter
30 Induktion und Induktivität
31 Elektromagnetische Schwingkreise und Wechselstrom
32 Die Maxwellschen Gleichungen
33 Elektromagnetische Wellen
34 Abbildungen
35 Interferenz
36 Beugung
37 Relativitätstheorie
38 Photonen und Materiefelder
39 Mehr zu Materiewellen
40 Atome
41 Elektrische Leitfähigkeit von Festkörpern
42 Kernphysik
43 Kernenergie
44 Quarks, Leptonen und der Big Bang
1 Messung und Maßeinheiten
1.1 Grundsatzliches zuMessungen 1
1.2 Zeit 6
1.3 Masse 8
1.4 Zusammenfassung 9
1.5 Aufgaben 10
2 Geradlinige Bewegung
2.1 Ort, Verschiebung und mittlere Geschwindigkeit 13
2.2 Momentangeschwindigkeit 19
2.3 Beschleunigung 21
2.4 Konstante Beschleunigung 24
2.5 Der freie Fall 30
2.6 Zusammenfassung 33
2.7 Fragen 34
2.8 Aufgaben 35
3 Vektoren
3.1 Vektorenund ihre Eigenschaften 41
3.2 Einheitsvektorenund Vektoraddition 48
3.3 DieMultiplikation vonVektoren. 53
3.4 Felder 58
3.5 PartielleAbleitungen 60
3.6 Vektorableitungen 62
3.7 KomplexeZahlen und Funktionen 65
3.8 Zusammenfassung 68
3.9 Fragen 69
3.10 Aufgaben 71
4 Bewegung in zwei und drei Dimensionen
4.1 Ort undVerschiebung 77
4.2 Durchschnittsgeschwindigkeit undMomentangeschwindigkeit 80
4.3 Durchschnittsbeschleunigung undMomentanbeschleunigung 82
4.4 Wurfbewegungen 85
4.5 Die gleichformigeKreisbewegung. 92
4.6 Relativbewegung in einerDimension 95
4.7 Relativbewegung in zwei Dimensionen 98
4.8 Zusammenfassung 100
4.9 Fragen 101
4.10 Aufgaben 104
5 Kraft und Bewegung – I
5.1 Das erste und das zweite Newtonsche Gesetz 111
5.2 Einige besondereKrafte 121
5.3 Die Newtonschen Gesetze in der Praxis 126
5.4 Zusammenfassung 136
5.5 Fragen 137
5.6 Aufgaben 139
6 Kraft und Bewegung – II
6.1 Reibung 145
6.2 Stromungswiderstand und Endgeschwindigkeit 151
6.3 GleichformigeKreisbewegung 155
6.4 Scheinkrafte 161
6.5 Zusammenfassung 165
6.6 Fragen 166
6.7 Aufgaben 168
7 Kinetische Energie und Arbeit
7.1 Energie 175
7.2 Arbeit und kinetische Energie 178
7.3 Von der Gravitationskraft verrichtete Arbeit 183
7.4 Von einer Federkraft verrichtete Arbeit 188
7.5 Von einer allgemeinen veranderlichen Kraft verrichteteArbeit 192
7.6 Leistung 197
7.7 Zusammenfassung 200
7.8 Fragen 201
7.9 Aufgaben 204
8 Potenzielle Energie und Energieerhaltung
8.1 Potenzielle Energie 211
8.2 Der Energieerhaltungssatz derMechanik 219
8.3 Grafische Darstellung der potenziellen Energie 223
8.4 Von einer auseren Kraft an einem SystemverrichteteArbeit 228
8.5 Energieerhaltung 232
8.6 Zusammenfassung 238
8.7 Fragen 239
8.8 Aufgaben 241
9 Systeme von Teilchen
9.1 Der Schwerpunkt 251
9.2 Das zweite Newtonsche Gesetz fur einTeilchensystem. 256
9.3 Der Impuls 261
9.4 Stosprozesse:DerKraftstos 263
9.5 Die Impulserhaltung 267
9.6 Inelastische eindimensionale Stose 272
9.7 Elastische eindimensionale Stose 275
9.8 Zweidimensionale Stose 279
9.9 Systeme mit veranderlicherMasse: Eine Rakete 280
9.10 Ausere Krafte und Anderungen der inneren Energie 283
9.11 Zusammenfassung 286
9.12 Fragen 288
9.13 Aufgaben 290
10 Die Rotation ausgedehnter Körper
10.1 Die Variablen der Rotation 301
10.2 Rotation mit konstanter Winkelbeschleunigung 310
10.3 Beziehungen zwischen den Variablen fur lineareBewegung und Rotation 313
10.4 Die kinetische Energie der Rotation 318
10.5 Die Berechnung des Tragheitsmoments 319
10.6 DasDrehmoment 324
10.7 Das zweite Newtonsche Gesetz fur die Rotation 326
10.8 Arbeit und kinetische Energie der Rotation 330
10.9 Zusammenfassung 335
10.10 Fragen 337
10.11 Aufgaben 339
11 Rollbewegung, Drehmoment und Drehimpuls
11.1 Die Rollbewegung 347
11.2 Krafte und die kinetische Energie der Rollbewegung 349
11.3 Das Jo-Jo 354
11.4 Eine erweiterteDefinition desDrehmoments 355
11.5 DerDrehimpuls 357
11.6 Das zweite Newtonsche Gesetz inWinkelschreibweise 360
11.7 DerDrehimpuls eines starrenKorpers 363
11.8 Die Erhaltung desDrehimpulses 366
11.9 Die Prazession einesKreisels 374
11.10 Zusammenfassung 376
11.11 Fragen 377
11.12 Aufgaben 379
12 Gleichgewicht und Elastizität
12.1 Gleichgewicht 387
12.2 Beispiele fur statischeGleichgewichte 392
12.3 Elastizitat 400
12.4 Zusammenfassung 407
12.5 Fragen 407
12.6 Aufgaben 409
13 Gravitation
13.1 DasNewtonscheGravitationsgesetz 419
13.2 Gravitation und das Superpositionsprinzip 422
13.3 Die Gravitation in der Nahe der Erdoberflache. 425
13.4 DieGravitation innerhalb der Erde 428
13.5 Die potenzielle Energie der Gravitation 430
13.6 Planeten und Satelliten: Die KeplerschenGesetze 436
13.7 Satelliten:Umlaufbahnen und Energie 439
13.8 Einstein und dieGravitation 443
13.9 Zusammenfassung 445
13.10 Fragen 446
13.11 Aufgaben 448
14 Fluide
14.1 Fluide,Dichte undDruck 455
14.2 Ruhende Fluide 459
14.3 Druckmessung 462
14.4 Das Pascalsche Prinzip 464
14.5 Das archimedischePrinzip 465
14.6 Die Kontinuitatsgleichung 470
14.7 Die Bernoulli-Gleichung 475
14.8 Zusammenfassung 479
14.9 Fragen 480
14.10 Aufgaben 481
15 Schwingungen
15.1 Harmonische Schwingungen. 489
15.2 Die Energie einer harmonischen Schwingung 498
15.3 Das Torsionspendel 500
15.4 Pendel und Kreisbewegungen 502
15.5 Gedampfte harmonische Schwingungen 509
15.6 Erzwungene Schwingungen und Resonanz 514
15.7 Das FoucaultschePendel 518
15.8 Zusammenfassung 521
15.9 Fragen 522
15.10 Aufgaben 525
16 Wellen – I
16.1 Transversalwellen. 531
16.2 DieWellengeschwindigkeit eines gespannten Seils 542
16.3 Energie und Leistung einer sich ausbreitendenSeilwelle 544
16.4 DieWellengleichung 547
16.5 Die Interferenz vonWellen 549
16.6 Darstellung vonWellen durchZeiger 554
16.7 StehendeWellen und Resonanz 556
16.8 Zusammenfassung 563
16.9 Fragen 564
16.10 Aufgaben 566
17 Wellen – II
17.1 Die Schallgeschwindigkeit 573
17.2 DieAusbreitung von Schallwellen. 577
17.3 Interferenz 580
17.4 Schallintensitat und Schallpegel 583
17.5 MusikalischeTone 587
17.6 Schwebungen 592
17.7 Der Doppler-Effekt 594
17.8 Uberschallgeschwindigkeit und Stoswellen. 600
17.9 Zusammenfassung 601
17.10 Fragen 602
17.11 Aufgaben 604
18 Temperatur,Wärme und der erste Hauptsatz der Thermodynamik
18.1 Temperatur 611
18.2 DieCelsius- und die Fahrenheit-Skala 615
18.3 Warmeausdehnung 618
18.4 DieAbsorption vonWarme 621
18.5 Der erste Hauptsatz derThermodynamik 628
18.6 Mechanismen derWarmeubertragung 635
18.7 Zusammenfassung 641
18.8 Fragen 642
18.9 Aufgaben 644
19 Die kinetische Gastheorie
19.1 Ein neuer Blick aufGase 651
19.2 IdealeGase 653
19.3 Druck, Temperatur und gemittelte Geschwindigkeiten. 657
19.4 Kinetische Translationsenergie 661
19.5 Diemittlere freieWeglange 662
19.6 Die Verteilungsfunktion derMolekulgeschwindigkeiten 664
19.7 Die molareWarmekapazitat idealer Gase 669
19.8 Freiheitsgrade und molare Warmekapazitat 674
19.9 Die adiabatische Expansion eines idealenGases 678
19.10 RealeGase 683
19.11 Zusammenfassung 686
19.12 Fragen 688
19.13 Aufgaben 690
20 Entropie und der zweite Hauptsatz der Thermodynamik
20.1 Entropie 695
20.2 Entropie in Aktion: ThermodynamischeMaschinen 703
20.3 Kaltemaschinenund realeMaschinen 709
20.4 Eine statistische Interpretation der Entropie 713
20.5 Zusammenfassung 718
20.6 Fragen 719
20.7 Aufgaben 720
21 Elektrische Ladung
21.1 Elektromagnetismus 727
21.2 Die elektrische Ladung ist quantisiert 740
21.3 Die elektrische Ladung ist eine Erhaltungsgrose 742
21.4 Zusammenfassung 743
21.5 Fragen 744
21.6 Aufgaben 746
22 Elektrische Felder
22.1 Das elektrische Feld 751
22.2 Das elektrische Feld einer Punktladung 754
22.3 Das elektrische Feld einesDipols 757
22.4 Elektrisches Feld einer linearen Ladungsverteilung 760
22.5 Das elektrische Feld einer geladenen Scheibe 766
22.6 Punktladung imelektrischen Feld 768
22.7 EinDipol in einemelektrischen Feld 770
22.8 Zusammenfassung 774
22.9 Fragen 775
22.10 Aufgaben 777
23 Der Gaußsche Satz
23.1 Das Coulombsche Gesetz in neuem Licht 783
23.2 DerGaussche Satz 789
23.3 Eigenschaften eines geladenen, isolierten Leiters. 795
23.4 Eine Anwendung des Gausschen Satzes:Zylindersymmetrie 799
23.5 Eine Anwendung des Gausschen Satzes: Ebene Symmetrie 801
23.6 Eine Anwendung des Gausschen Satzes:Kugelsymmetrie 804
23.7 Zusammenfassung 807
23.8 Fragen 807
23.9 Aufgaben 809
24 Das elektrische Potenzial
24.1 Das elektrische Potenzial 817
24.2 Aquipotenzialflachen 823
24.3 Das Potenzial von Punktladungen. 827
24.4 Das Potenzial eines elektrischen Dipols 830
24.5 Das Potenzial einer kontinuierlichen Ladungsverteilung 832
24.6 Die Berechnung des elektrischen Felds aus demelektrischen Potenzial 835
24.7 Die elektrische potenzielle Energie eines Systems von Punktladungen 837
24.8 Das Potenzial eines geladenen, isolierten leitendenKorpers 841
24.9 Zusammenfassung 843
24.10 Fragen 844
24.11 Aufgaben 845
25 Kapazität
25.1 Kondensatoren und ihre Anwendungen 851
25.2 Die Berechnung derKapazitat 854
25.3 Parallel- und Reihenschaltung vonKondensatoren 859
