Verstan dliche Wi sse n s c h aft

Transkript

1 Verstan dliche Wi sse n s c h aft Dreifiigster Band Materie und Strahlung Von Ludwig Hopf Berlin Verlag von Julius Springer' 1936

2 Materie und Strahlung <KorpuskeI und Feld> Von Professor Dr. Ludwig Hopf Aachen Tausend Mit 56 Abbildungen Berlin Verlag von Julius Springer 1936

3 Aile Remte, insbesondere das der Obersetzung in fremde Spramen, vorbehalten. Copyright 1936 by Julius Springer in Berlin. Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1936 ISBN-13: DOl: / e-isbn-13:

4 Vorbemerknng. Meine Darstellung der Relativitatstheorie in Bd. 14 dieser Sammlung hat mir eine Reihe von Zusehriften eingebraeht, aus denen hervorging, dab nieht aile Leser mit den riehtigen Erwartungen an das Biiehlein herangegangen waren. Man gestatte darum, dab ieh diesem neuen Versuehe, ein sehweres Kapitel der theoretisehen Physik fiir allgemein interessierte Leser zu bearbeiten, einige warnende Worte voraussehicke. Es handelt sieh urn eine kurze Darstellung der Geistesarbeit grober Denker, die ohne Voraussetzung faehlieher Kenntnisse, insbesondere ohne Belastung mit rnathematisehen Ausfiihrungen dem Leser vermittelt werden soli. Ieh habe den OptiInismus, dab so etwas moglieh ist, und es war natiirlieh mein aufriehtigstes Bemiihen, einen gangbaren Weg zu finden aueh fur Leser, die sieh unter einer mathernatisehen Formel niehts denken konnen, und die nie einen physikalisehen Apparat in der Hand gehabt haben. Aber zweierlei kann die beste Darstellung eines solchen Gebietes nieht leisten: I. Sie kann nieht ganz von vome anfangen; sonst kommt sie iiber die Anfangsgriinde nieht hinaus. Wer nieht schon anderweitig gelemt hat, naturwissensehaftlieh zu denken, und wer den einfaehen Grundtatsachen der Physik ganz verstiindnislos gegeniibersteht, der kann nieht damit beginnen, die tiefsten Gedanken iiber die physikalisehen Erseheinungen zu studieren. Dnd hier soli ja mehr von Gedanken und Bildem als von Tatsaehen die Rede sein. Vielleieht ist gar nieht viel an Vorkenntnissen notig; ieh habe mieh bemiiht, aile auftretenden Begriffe wenigstens oberflaehlieh zu erklaren. Aber ieh moehte doeh vielen Lesem - die ieh gem zu Lesem haben moehte - raten, vor dem vorliegenden Bandehen wenigstens W u If, Bausteine der Korperwelt, oder H a as, Physik fiir v

5 Jedermann (Verst. Wissenschaft, Bd. 25 bzw. Bd. 20), durchzuarbeiten. 2. Gedanken, die langsam bei groben Denkern gereift sind, Gedanken vor allem, die von der alltaglichen Anschauung wegfiihren, sind schwer; je weniger Vorkenntnisse vorhanden sind, urn so schwerer ist das Verstandnis; Verzicht auf Mathematik macht die Sache nicht leichter, sondern schwerer. Der Darsteller kann dem Leser die Arbeit, Vorkenntnisse aufzuhaufen, ersparen; er kann ihm Technik ersparen, aber nicht Gedankenarbeit. Dies Biichlein ist darum keine Lektiire fiir die Siesta; wenn es dem Leser zu leicht scheint, ist er betrogen. Nur wer die tiefe Schwierigkeit der modernen physikalischen Gedankengange durcherlebt, kann zu ihrem Verstandnis kommen. Darurn bitte ich den Leser, sich durch Schwierigkeiten nicht abhalten zu lassen, aber mibtrauisch zu werden, wenn etwas zu leichterscheint. "Verstandlich" soli jede Wissenschaft werden k6nnen, aber nicht leichtverstandlich. Es tate mir leid, wenn ich zu viele Leser durch diese Vorbemerkung abschrecken wiirde; darum darf ich wohl hinzufiigen: das Ziel mag schwer zu erreichen sein, aber es lohnt auch grobe Miihen. Aachen, Juni Ludwig Hopf.

6 Inhaltsverzeichnis. Einleitung Selte 1 1. Kapitel. Das Korpuskelblld Bewegte Masse als Erfahrungsbegriff S Geschwindigkeit S Kraft S Beschleunigung; Grundgesetz S BewegungsgroBe S Materieller Punkt S Energie S. 12. Mechanik als Grundlage S Hhnmelsmechanik S Mechanik ausgedehnter Korper S StoB S Krafte zwischen den Teilchen S Kinetische Gastheorie S Warmeleitung und Reibung S Atomlehre S GroBe der Atome S :. Warme als Erscheinung der Korpuskelmechanik S Problem der Unumkehrbarkeit S Atomistische Auffassung der Unumkehrbarkeit S Wahrscheinlichkeit S Brownsche Bewegung S Zusammenfassung S Kapitel. Das Feldblld Korpuskulartheorie des Lichtes S Wellentheorie S Schall S Kontinuum und Feld S Feldbild optischer Erscheinungen S Reflexion und Brechung S Beugung und Interferenz S Beugungsgitter S Interferometer S Ather S Polarisation des Lichtes S Mechanische Atherbilder S Elektromagnetische Erscheinungen S Feldauffassung der elektromagnetischen Erscheinungen S Amperesches und Faradaysches Gesetz S Elektromagnetik und Optik S Elektromagnetische Wellen S. 72. Ather? S Relativitll.tstheorie S Kapitel. Elektronen und Quanten "Ubersicht S Das Elektron S Korpuskulare Strahlen S Unmittelbare Beobar.htung des Einzelatoms S Feld- und Korpuskelbild in der Elektronentheorie S Das Atom als elektrisches System S Wolken S Ein ganz neuer Weg S Spezifische Warme fester Korper S Wil.rmestrahlung S. 9t.. - Das universelle Wirkungsquantum S Theorie der Spektrallinien S Allgemeine Bemerkungen S Kapitel. Korpuskulare Erseheinungen bel Strahlung Lichtschwingungszahl und Energie S Lichtelektrischer Effekt S Tragweite des lichtelektrischen Grundgesetzes S Felderscheinung und ElementarprozeB S Licht- VII

7 Seltc quanten S Bedenken S Bewegungsgrolle und Riickstoll S Compton-Effekt S Smekal-Raman-Effekt S Zusammenfassung S Exkurs iiber theoretische und experimentelle Forschung S Kapitel. Feldeigenschaften der Materie Lichtquant und materielle Korpuskel S Ergebnisse der Relativitil.tstheorie S Anwendung von Wellenbegriffen auf die Korpuskel S Materiewellen S Gruppengeschwindigkeit S Beugung der Materiewellen S Wellenmechanik S Die Spektrallinien in der Wellenmechanik S Leistungen der Wellenmechanik S Keine Zuriickfiihrung von KorpuskeJ auf Feld S Kapitel. Feld.Korpuskel.Einheit Uberblick S Widerspruch in den Versuchen S Raum-Zeit und Kausalitll.t S Vom "Verstehen" S Notwendige Unbestimmtheit der Beobachtungen S Reisenbergs Unbestimmtheitsrelation S Komplementaritlit S Wahrscheinlichkeitsfeld S Ausblick S Sach- und Namenverzeichnis