Physik: Grundlagen für das Ingenieurstudium — kurz und prägnant

Physik - Grundlagen für das Ingenieurstudium - kurz und prägnant, 3ed, 2007......Page 3
3 Mechanik deformierbarer Medien.............................................................................. 43......Page 6
6 Schwingungen und Wellen........................................................................................... 110......Page 7
9 Optik............................................................................................................................. 190......Page 8
11 Festkörper ..................................................................................................................... 269......Page 9
Sachwortverzeichnis ......................................................................................................... 332......Page 10
Internationales Einheitensystem SI......Page 11
1.1.2 Naturkonstanten......Page 13
2.1.1.1 Geschwindigkeit Konstante Geschwindigkeit......Page 14
Mittlere Geschwindigkeit......Page 15
Definition der Beschleunigung......Page 16
Integration, Geschwindigkeit......Page 17
Integration, Weg......Page 18
2.1.1.3 Fallbewegungen Erdbeschleunigung......Page 20
Beispiel: Schräger Wurf......Page 21
Ortsvektor r......Page 22
oder . (2.14)a=(vx,vy,vz)=(x,y,z)......Page 23
Definition der Winkelgeschwindigkeit ω......Page 24
2.1.3.2 Radialbeschleunigung......Page 25
(2.23b)......Page 27
Bahn- und Winkelgrößen......Page 28
Aktionsprinzip......Page 29
Masse......Page 30
(2.28)......Page 31
Trägheitskraft FT......Page 33
(2.33)......Page 34
Kinetische Energie Ekin......Page 37
Elastische Energie Ee......Page 38
2.3.4 Energieerhaltung......Page 39
2.4.1 Impulserhaltung......Page 40
-......Page 0
2.4.3 Stoßgesetze......Page 41
(2.45)......Page 42
Erot (2.47)......Page 43
Drehmoment......Page 45
Drehmoment und Leistung......Page 46
(Massenpunkt)......Page 47
2.5.4 Vergleich: geralinige Bewegung und Drehbewegung......Page 48
2.5.5 Vektorielle Formulierung......Page 49
2.5.6 Kreisel......Page 50
[ (3.1)]......Page 53
Querdehnung......Page 54
Kompressibilität......Page 55
3.2 Statik der Flüssigkeiten und Gase......Page 56
Kompressibilität......Page 57
Druckausbreitung......Page 58
Druckmessung......Page 59
Schweredruck......Page 60
Luftdruck......Page 61
Prinzip von Archimedes......Page 62
Grundbegriffe......Page 63
Durchfluss......Page 64
Messung des Drucks......Page 65
Saugeffekte bei Strömungen......Page 66
Flugzeug......Page 67
Definition der Zähigkeit......Page 68
Reale Rohrströmung......Page 69
Aerosole......Page 70
Strömungswiderstand......Page 71
Gravitationsgesetz......Page 73
Erstes Kepler´sches Gesetz......Page 74
Drittes Kepler´sches Gesetz......Page 75
4.1.3 Potenzielle Energie......Page 76
Raumfahrt......Page 77
Konstanz der Lichtgeschwindigkeit......Page 78
Lorentz-Transformation......Page 79
Masse und Energie......Page 80
Zeit......Page 81
Absoluter Nullpunkt......Page 82
(5.1a)......Page 83
(5.1c)......Page 84
Temperaturmessung......Page 85
Isobare Zustandsänderung......Page 86
Zustandsgleichung......Page 87
(5.5b)......Page 88
Allgemeine Gaskonstante......Page 89
5.1.4 Reale Gase......Page 90
Kritischer Zustand......Page 91
5.1.5 Aggregatzustände......Page 92
Dampfdruck......Page 93
Dalton´sches Gesetz......Page 94
Phasenumwandlungen......Page 95
5.2.2 Thermische Energie......Page 96
Boltzmann´sches Verteilungsgesetz......Page 97
Feste und flüssige Körper......Page 98
Molare Wärmekapazität......Page 99
Wärmekapazität von Gasen bei......Page 100
(5.21)......Page 101
Molare Größen......Page 102
Isobare Zustandsänderungen......Page 103
Adiabatische Zustandsänderung (......Page 104
5.3.4 Kreisprozesse......Page 105
Carnot-Prozess......Page 106
Reversible Vorgänge......Page 107
Zweiter Hauptsatz......Page 108
Ottomotor......Page 109
Stirling-Motor......Page 110
Leistungszahl......Page 111
Kältemaschinen......Page 112
Grundlegendes......Page 113
5.5.2 Konvektion......Page 114
Absorptions- und Emissionsgrad......Page 115
Stefan-Boltzman´sches Gesetz......Page 116
Planck´sches Strahlungsgesetz......Page 117
Treibhauseffekt......Page 118
6.1.1 Freie ungedämpfte Schwingung......Page 120
Schwingungsgleichung......Page 121
Federschwingung......Page 122
Anwendungen......Page 123
Pendel......Page 124
Schwingungsenergie......Page 125
Schwingfall......Page 126
Aperiodische Dämpfung......Page 127
Amplituden- und Phasengang......Page 128
6.1.4 Überlagerung von Schwingungen......Page 129
(6.20a)......Page 130
Schwingungen in verschiedenen Richtungen......Page 132
Fourier-Synthese......Page 133
Fourier-Analyse......Page 134
Fundamentalschwingungen......Page 135
6.2.1 Wellengleichung......Page 136
Gleichung einer Welle......Page 137
6.2.2 Ausbreitungsgeschwindigkeit......Page 138
Längswellen in Stäben......Page 139
Stehende Wellen......Page 140
Beugung......Page 141
Bewegte Quelle......Page 142
Überschallgeschwindigkeit......Page 143
Schalldruck......Page 144
Schallgeschwindigkeit in Gasen......Page 145
Schallintensität......Page 146
(7.11)......Page 147
(7.12b)......Page 148
Geräusche......Page 150
Nachhallzeit......Page 151
Anwendungen......Page 152
Coulomb´sches Gesetz......Page 153
Feld einer Punktladung......Page 154
Spannung einer Spannungsquelle......Page 155
Feld im Kondensator......Page 156
Oberflächenladung σ......Page 157
Polarisation und Permittivitätszahl εr......Page 158
Plattenkondensator......Page 160
Gespeicherte Energie......Page 161
(8.22a) Elektrische Flussdichte......Page 162
Magnetische Dipole......Page 163
Durchflutungsgesetz......Page 164
Magnetische Flussdichte......Page 165
(8.27a)......Page 166
Elektromotor......Page 167
Hall-Effekt......Page 168
Quanten-Hall-Effekt......Page 169
Magnetisierung......Page 170
Paramagnetismus......Page 171
Ferromagnetismus......Page 172
Magnetische Werkstoffe......Page 173
8.3 Elektromagnetische Wechselfelder......Page 174
Stromgenerator......Page 175
Selbstinduktion......Page 176
8.3.3 Maxwell´sche Gleichung......Page 177
8.3.4 Elektromagnetische Wellen......Page 178
Erzeugung und Ausbreitung......Page 179
Koaxialkabel......Page 180
Ohm´sches Gesetz......Page 181
Erstes Kirchhoff´sches Gesetz......Page 182
Elektrische Leistung......Page 183
8.4.2 Wechselstromkreise......Page 184
(8.57b)......Page 185
Induktiver Widerstand......Page 186
Kapazitiver Widerstand......Page 187
Parallelschaltung......Page 188
Transformator......Page 189
Dreiphasenstrom......Page 190
Freie Schwingungen......Page 191
Elektronenemission......Page 192
Ablenkung in Feldern......Page 193
Magnetspektrometer......Page 194
Unselbständige Gasentladung......Page 195
Entladungslampen......Page 196
Faraday´sches Gesetz......Page 197
Sekundärelemente......Page 198
Brennstoffzellen......Page 199
Phasensprung......Page 200
Totalreflexion......Page 201
Dispersion......Page 202
Planplatte......Page 203
Hohlspiegel (konkav)......Page 204
Abbildungsgleichungen......Page 205
Wölbspiegel (konvex)......Page 206
Brennweite......Page 207
Bildkonstruktion......Page 208
Abbildungsgleichungen......Page 209
Ableitung der Abbildungsgleichungen......Page 210
Optische Eigenschaften......Page 211
Lupe......Page 212
(9.12a)......Page 213
Schärfentiefe......Page 214
Diaprojektor und Beamer......Page 215
9.1.7 Fernrohr......Page 216
Bezeichnungen......Page 217
Messfernrohre......Page 218
Mikroskop mit Tubuslänge „unendlich“......Page 219
Auflösungsvermögen......Page 220
Lineare Polarisation......Page 221
Polarisation durch Reflexion......Page 222
Doppelbrechung......Page 223
Faraday-Effekt......Page 224
9.2.2 Eigenschaften der Kohärenz......Page 225
Zeitliche Kohärenz......Page 226
Interferenzen an parallelen Schichten......Page 227
Interferometer......Page 230
Beugung am Gitter......Page 231
Beugung am Spalt......Page 232
Auflösung optischer Geräte......Page 233
Objektwelle......Page 235
Wiedergabe......Page 236
9.3.1 Prinzipien des Lasers......Page 237
Induzierte Emission......Page 238
Laser......Page 239
Moden......Page 240
Eigenschaften von Laserstrahlung......Page 241
Pumpmechanismen......Page 242
Frequenzverdopplung......Page 243
9.4 Photometrie......Page 244
Farben......Page 245
Beleuchtungsstärke......Page 246
Ulbricht´sche Kugel......Page 247
Kern und Hülle......Page 249
10.1.2 Lichtwellen und Photonen......Page 250
Photoeffekt......Page 252
Impuls von Photonen......Page 253
Anwendungen: Elektronenmikroskop......Page 254
Tunnelmikroskop......Page 255
Neutronen- und Elektronenbeugung......Page 256
Heisenberg´sche Unschärferelation......Page 257
Stationäre Elektronenbahnen......Page 258
Energieniveaus......Page 259
Spektrallinien......Page 260
Bohr´sche Postulate......Page 261
Bahndrehimpulsquantenzahl......Page 262
Magnetquantenzahl......Page 263
Aufspaltung der Schalen......Page 264
10.2.3 Deutung des Periodensystems......Page 265
Absorption von Licht......Page 267
Spontane Emission......Page 268
Spektroskopie......Page 269
Bremsstrahlung......Page 270
Charakteristische Röntgenstrahlung......Page 271
Computertomographie......Page 272
Röntgenbeugung......Page 273
Synchrotronstrahlung......Page 274
Kernspinresonanz......Page 275
Bildgebung......Page 276
Potentialkurve......Page 277
Raman-Effekt......Page 278
Kovalente Bindung......Page 279
Kristallsysteme......Page 280
Piezoeffekt......Page 282
11.1.4 Flüssigkristalle......Page 283
Anzeigeeinheit (LCD)......Page 284
Leiter, Halbleiter, Isolatoren......Page 285
Leitfähigkeit......Page 286
Elektronengas......Page 287
Peltier-Effekt......Page 288
11.2.3 Supraleitung......Page 289
Hochtemperatur-Supraleiter......Page 290
11.2.4 Halbleiter......Page 291
Temperaturabhängigkeit......Page 292
Störstellenleitung......Page 293
p-Leitung......Page 294
Diode......Page 296
Berechnungen......Page 297
Transistor-Effekt......Page 298
Bipolare Transistoren......Page 299
Basisschaltung......Page 300
Feldeffekttransistoren......Page 301
MOS-FET......Page 302
11.3.2 Integrierte Schaltungen......Page 303
Leuchtdioden......Page 304
Halbleiterlaser......Page 305
Photodioden......Page 307
CCD-Kamera......Page 308
Kopierer und Laserdrucker......Page 309
Isotope......Page 310
Bindungsenergie und Kernmasse......Page 311
mit (12.2)......Page 312
Kernmodelle......Page 313
12.2.1 α-, β- und γ-Strahlung......Page 314
Strahlung......Page 315
12.2.2 Radioaktives Zerfallsgesetz......Page 316
(12.7c)......Page 317
12.2.3 Natürliche Radioaktivität......Page 318
Kosmische Strahlung......Page 319
Teilchenbeschleuniger......Page 320
Anwendung radioaktiver Strahlung......Page 321
Energie und Massendefekt......Page 322
Urananreicherung......Page 323
12.3.2 Kernreaktoren......Page 324
Gasgekühlte Graphit-Reaktoren......Page 325
12.3.3 Kernfusion......Page 326
Kontrollierte Kernfusion......Page 327
Lawson-Diagramm......Page 328
Plasma......Page 329
12.4.1 Wechselwirkung von Strahlung und Materie......Page 330
Ionisationskammer......Page 333
Halbleiterdetektoren......Page 334
Ionendosis......Page 335
Biologische Wirkung......Page 336
12.5.1 Fundamentale Wechselwirkungen......Page 338
12.5.2 Beschreibung der Elementarteilchen......Page 339
Feldquanten......Page 340
Mesonen......Page 341
Sachwortverzeichnis......Page 342