Inhaltsverzeichnis. Vorwort. Wie man dieses Buch liest. Periodensystem der Elemente

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1 Inhaltsverzeichnis Vorwort Wie man dieses Buch liest Periodensystem der Elemente v vii xiv 1 Flüssigkristalle Motivation und Phänomenologie Was ist ein Flüssigkristall? Phasen und Mesophasen Struktur von Flüssigkristallen Grundlagen der Optik Elektrische und magnetische Felder Licht als elektromagnetische Welle Anwendungen Funktionsweise einer Flüssigkristall-Anzeige Ansteuerung der Bildpunkte Flüssigkristall-Thermometer Schlüsselkonzepte Formgedächtnislegierungen Phänomenologie Kristallstruktur und Phasenübergänge Kristallstrukturen Das Boltzmann-Gesetz und die Entropie Phasenübergänge Erläuterung der Formgedächtnis-Eekte Anwendungen Schlüsselkonzepte Piezoelektrika Phänomenologie Elektrische Polarisation Atomaufbau und Bindung Das Orbitalmodell Elektronenorbitale in Atomen Dipole in Materie Elektrische Eigenschaften von Isolatoren Dielektrische Materialien

2 x Inhaltsverzeichnis Piezoelektrische Materialien Der Piezomodul Pyroelektrika und Ferroelektrika Anwendungen Schlüsselkonzepte Optische Werkstoe (Gläser) Phänomenologie Licht und seine Wechselwirkung mit Materie Elektromagnetische Wellen und Atome Lichtbrechung Photonen Lichtabsorption Lichtabsorption in Atomen und Molekülen Energieniveaus in Festkörpern: Das Bändermodell Weitere Absorptionsphänomene Lichtabsorption in Gläsern Reexion Anwendungen Schlüsselkonzepte Farbstoe Was ist eine Farbe? Farbige Gläser Organische Farbstoe Das Kastenpotential Orbitale und Energieniveaus des Kastenpotentials Lichtabsorption in organischen Farbstoen Interferenzfarben und photonische Kristalle Anwendungen Schlüsselkonzepte Elektrische Leiter Phänomenologie der elektrischen Leitung Das Drude-Modell Anwendungen des Drude-Modells Probleme des Drude-Modells Noch einmal das Bändermodell Das Sommerfeld-Modell Das dreidimensionale Kastenpotential Elektronenorbitale in Metallen Die Wärmekapazität von Metallen Periodische Randbedingungen Elektrische Leitung im Sommerfeld-Modell Probleme des Sommerfeld-Modells

3 Inhaltsverzeichnis xi 6.5 Das Bloch-Modell Einuss der Ionenrümpfe Reduziertes Zonenschema Bändermodell und Atomorbitale Schlüsselkonzepte Halbleiter Phänomenologie Die Bandlücke von Halbleitern Elektrische Leitung in Halbleitern Ladungsträger Löcherleitung Die eektive Masse und die Beweglichkeit Halbleiterstrukturen Dotierung von Halbleitern Der p-n-übergang Der Transistor Optische Eigenschaften von Halbleitern Lichtabsorption Photodioden Solarzellen Schlüsselkonzepte Materialien für Lichtquellen Theorie der Emission Thermische Lichtquellen Strahlung schwarzer Körper Künstliche thermische Lichtquellen Gasentladungslampen Leuchtdioden Laser Photonen und das Laserprinzip Lasertypen und ihre Anwendungen Schlüsselkonzepte Supraleiter Phänomenologie Theorie der Supraleitung Cooper-Paare Bosonen und Fermionen Der supraleitende Zustand Hochtemperatur-Supraleiter Anwendungen Schlüsselkonzepte

4 xii Inhaltsverzeichnis 10 Magnetische Werkstoe Magnetische Felder Materie in Magnetfeldern Dia-, Para- und Ferromagnetismus Die magnetische Suszeptibilität Magnetische Momente in der Quantenmechanik Diamagnetismus Paramagnetische Materialien Grundlagen des Ferromagnetismus Ferromagnetismus in realen Materialien Anwendungen Hart- und weichmagnetische Materialien Magnetische Datenspeicher Riesenmagnetowiderstand Schlüsselkonzepte Lösungen zu den Übungsaufgaben 263 Literaturverzeichnis 281 Stichwortverzeichnis 285

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