Springer-Lehrbuch. Physik für Biologen. Die physikalischen Grundlagen der Biophysik und anderer Naturwissenschaften. Bearbeitet von Dietrich Pelte

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1 Springer-Lehrbuch Physik für Biologen Die physikalischen Grundlagen der Biophysik und anderer Naturwissenschaften Bearbeitet von Dietrich Pelte 1. Auflage Taschenbuch. xii, 516 S. Paperback ISBN Format (B x L): 15,5 x 23,5 cm Gewicht: 1620 g Weitere Fachgebiete > Physik, Astronomie > Angewandte Physik > Biophysik Zu Leseprobe schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.

2 Inhaltsverzeichnis Teil I Klassische Physik 1 Einführung Die fundamentalen KräfteinderNatur DieGravitationskraft DieelektrischeKraft Die kurzreichweitigen Kräfte KlassischeodermodernePhysik? DerMessprozess Die Messgröße DerMessfehler Die Physik des Massenpunkts Die Kinematik des Massenpunkts Die gleichförmigekreisbewegung DiebeschleunigteKreisbewegung Die Dynamik des Massenpunkts DieNewton schenaxiome Die abgeleiteten Kräfte Die Trägheitskräfte DieBewegungsgleichung EnergieundEnergieerhaltung Leistung ImpulsundImpulserhaltung Elastische und inelastische Stöße zwischen zwei Massen 48 3 Die Physik des starren Körpers Die Kinematik des starren Körpers Translation des starren Körpers Rotation des starren Körpers Statik des starren Körpers... 57

3 VIII Inhaltsverzeichnis 3.2 Die Dynamik des starren Körpers DrehimpulsundDrehimpulserhaltung Die Physik des deformierbaren Körpers Die harmonische Näherung ElastischeVerformungen DieelastischeDehnung DieelastischeBiegung Die Physik der Flüssigkeiten Ruhende Flüssigkeiten Strömende Flüssigkeiten Ideale Flüssigkeiten Reale Flüssigkeiten Thermodynamik Die ZustandsgrößendesidealenGases DiekinetischeGastheorie Die Maxwell sche Geschwindigkeitsverteilung Die Wärmekapazitäten Transportprozesse Der1.HauptsatzderThermodynamik Zustandsänderungen Reversible Kreisprozesse und thermodynamische Energiewandler Entropie und 2. Hauptsatz der Thermodynamik Die mikroskopische Deutung der Entropie DerPhasenraum RealeGase Phasenübergänge DieadiabatischeExpansioneinesGases Mechanische Schwingungen und Wellen MechanischeSchwingungen UngedämpfteharmonischeSchwingungen Überlagerung von harmonischen Schwingungen Kopplung von harmonischen Schwingungen GedämpfteSchwingungen ErzwungeneSchwingungen MechanischeWellen SchallwellenimGas Die KenngrößenderSchallwelle DerklassischeDoppler-Effekt StehendeWellen...163

4 Inhaltsverzeichnis IX 8 Das elektrische und das magnetische Feld Elektrostatik Die elektrische Ladung DaselektrischeFeld DaselektrischePotenzial DerelektrischeDipol MaterieimelektrischenFeld Das elektrische Feld an einer Grenzfläche Der stationäreelektrischestrom Der elektrische Strom im metallischen Leiter Der elektrische Strom in leitenden Flüssigkeiten Elektrische Grenzflächen Der elektrischestromingasen Magnetostatik DasmagnetischeFeld Die Lorentz-Kraft auf eine bewegte Ladung MessungvonStromundSpannung ElektrischerStromundMagnetfeld Die magnetischen Eigenschaften der Materie MaterieimmagnetischeFeld Das magnetische Feld an einer Grenzfläche Zeitlich veränderliche Felder Die magnetische Induktion WechselstromundWechselspannung Die elektrische Leistung eines Wechselstromkreises DerelektrischeSchwingkreis Der Verschiebungsstrom Die Maxwell schen Gesetze DieExistenzelektromagnetischerWellen Phasen-undGruppengeschwindigkeit Die Entstehung elektromagnetischer Wellen Die Ausbreitung elektromagnetischer Wellen Das elektromagnetische Frequenzspektrum Optik Strahlenoptik Brechung und Reflexion an einer Grenzfläche DieTotalreflexion Optische Abbildungen durch dünne Linsen DasmenschlicheAuge OptischeInstrumente Wellenoptik Brechung und Reflexion an einer Grenzfläche DiePolarisationdesLichts...301

5 X Inhaltsverzeichnis KohärenzundInterferenz BeugungamSpaltundamGitter Vielstrahlinterferenzen Teil II Moderne Physik 11 Einführung DieInertialsysteme Die spezielle Relativitätstheorie DasMichelson-Morley-Experiment DieLorentz-Transformationen Die Zeitdilatation und Längenkontraktion DerrelativistischeDoppler-Effekt DieAdditionderGeschwindigkeiten DierelativistischeDynamik DieErhaltungdesImpulses DieErhaltungderEnergie DieErhaltungdesDrehimpulses Die Erhaltung der elektrischen Ladung Die Quantelung des Lichts DerlichtelektrischeEffekt DasDoppelspaltexperiment DerCompton-Effekt DiePaarerzeugung Die UnschärfedesPhotons Materiewellen Die Bragg-Reflexion an einem Kristallgitter MaterieundAntimaterie DieWellengleichungderMaterie Stationäre Zustände Das Elektron mit konstanter potenzieller Energie Das Elektron in einem Potenzialkasten Atomphysik DasEinelektronatom DasBohr scheatommodell Die quantenmechanische Behandlung DerElektronenspin DerStern-Gerlach-Versuch DieatomareFeinstruktur DasPauli-Prinzip DasMehrelektronenatom...392

6 Inhaltsverzeichnis XI Die Emission und Absorption von Röntgenstrahlen DieIonisierungsenergien DasperiodischeSystemderElemente DerLaser DerHe-Ne-Laser Kernphysik DerAtomkern Die GrößedesAtomkerns DieMassedesAtomkerns Kernmodelle Das Tröpfchenmodell DasSchalenmodell DerKernspin DieMethodederKernspinresonanz DerradioaktiveZerfalldesAtomkerns DasradioaktiveZerfallsgesetz Die Wechselwirkung radioaktiver Strahlen mit der Materie DieradioaktiveBelastungdesMenschen Quantenphysik der Vielteilchensysteme DieVielteilchenwellenfunktion DiestatistischeVerteilungsfunktion DieBose-Einstein-Statistik DieHohlraumstrahlung DieFermi-Dirac-Statistik Die molare Wärmekapazität freier Leitungselektronen DasFermi-ModelldesAtomkerns Die Elektronenzustände in einem Festkörper DieelektrischenHalbleiter DieHalbleiterdiode DieSolarzelle Molekülphysik Die Molekülbindung Das H + 2 -Molekül Das H 2 -Molekül Die Elektronenzustände in zweiatomigen Molekülen Molekülspektroskopie DasmolekulareRotationsspektrum DasmolekulareVibrationsspektrum Die Molekülspektren Die Raman-Streuung

7 XII Inhaltsverzeichnis 19 Anhänge Anhang 1: Rechenregeln für Vektoren Anhang2:DasSkalar-Produkt Anhang3:DasVektor-Produkt Anhang 4: Die wichtigsten Beziehungen zwischen den harmonischen Funktionen sinϕ und cosϕ Anhang5:DieTaylor-Entwicklung Anhang6:Differentialgleichungen Anhang 7: Physikalische Konstanten und Vorsilben zu den Maßeinheiten Anhang8:StabileAtomkerne Sachverzeichnis...507