Taschenbuch der Physik

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1 Taschenbuch der Physik von Anton Hammer t Hildegard Hammer Karl Hammer 8., überarbeitete Auflage mit 209 Abbildungen J. LINDAUER VERLAG (SCHAEFER) MÜNCHEN

2 Inhaltsverzeichnis I Vorbemerkungen 1 Physikalische Größen und Gleichungen 9 2 Die wichtigsten Rechenoperationen für Vektoren 10 Mechanik 1 Basis-(Grund-)größen der Mechanik und ihre Einheiten 13 2 Einige abgeleitete Größen der Mechanik und ihre Einheiten 13 3 Bewegung eines punktförmigen Körpers auf einer Geraden 14 4 Vektorielle Beschreibung krummliniger Bewegungen in einer Ebene 16 5 Beispiele krummliniger Bewegungen in einer Ebene 17 6 Gesetze von NEWTON 20 7 Verschiedene Kräfte 21 8 Bewegungen von Himmelskörpern - Gravitation 23 9 Künstliche Himmelskörper Mechanische Arbeit Mechanische Energie Mechanische Leistung und Wirkungsgrad Kraftstoß und Impuls (Bewegungsgröße) Gesetze des geraden zentralen Stoßes Grundbegriffe der Drehbewegung eines starren Körpers Bewegungsgleichungen der Drehbewegung eines starren Körpers Dynamisches Grundgesetz der Drehbewegung - Trägheitsmoment Arbeit, Energie und Leistung bei der Drehbewegung Drehimpuls und Drehmomentstoß eines um eine feste Achse rotierenden Körpers Zusammenstellung einander entsprechender Größen Kräfte im Gleichgewicht (Statik) Goldene Regel der Mechanik Elastische Verformungen fester Körper Mechanik der ruhenden Flüssigkeiten und Gase (Fluide) Viskosität (Zähigkeit) von Fluiden Strömung von Fluiden Bezugssysteme - Trägheitskräfte Relativistische Kinematik Relativistische Dynamik 48 Wärmelehre 1 Ausdehnung der Körper bei Erwärmung 49 2 Molekulare Größen 50 3 Gasgesetze 52

3 6 Inhaltsverzeichnis 4 Arbeit, Wärme (thermische Arbeit) und innere Energie 53 5 Zustandsänderungen idealer Gase 56 6 Übergänge zwischen fester, flüssiger und gasförmiger Phase 58 7 Kinetische Wärmetheorie 61 8 Arten der Energieübertragung durch Wärme 63 Q Schwingungen und Wellen 1 Harmonische Schwingung eines punktförmigen Körpers 65 2 Harmonische Drehschwingung eines ausgedehnten Körpers 67 3 Gedämpfte Schwingung eines punktförmigen Körpers 68 4 Amplitudenmodulation 69 5 Überlagerung von harmonischen Schwingungen 70 6 Fortschreitende lineare Wellen 72 7 Fortschreitende Wellen im Raum 73 8 Interferenz von linearen Sinuswellen 76 9 Interferenz von Wellen gleicher Frequenz und Amplitude im Raum (ebener Schnitt) Polarisation 82 Q Akustik 1 Schallwellen 83 2 Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalles 83 3 Schallquellen 84 4 Tonfrequenzen und Tonleitern 85 5 Schallfeld 86 6 Akustischer DoPPLER-Effekt 89 7 Bewegung einer Schallquelle mit Überschallgeschwindigkeit 90 Elektrizitätslehre 1 Einige elektrische Größen und Zusammenhänge 91 2 Materie im elektrischen Feld 95 3 Kondensatoren 99 4 Gleichstrom Magnetisches Feld Materie im magnetischen Feld Wechselstromkreis Elektrische Schwingungen Elektrische Wellen längs Drähten Freie elektromagnetische Wellen Leitungsvorgänge Ablenkung von Strahlen geladener Teilchen im elektrischen und magnetischen Feld Halbleiter-Schaltelemente HALL-Effekt 136

4 ^3 Geometrische Optik Inhaltsverzeichnis 7 1 Frequenz und Farbe Lichtgeschwindigkeit Reflexion des Lichtes Spiegel Brechung und Totalreflexion des Lichtes Dispersion des Lichtes Brennpunkte, Brennweiten und Brennebenen dünner Linsen in Luft Abbildung durch dünne Linsen Abbildungsgleichungen für Kugelspiegel Abbildungsgleichungen in der Schreibweise von Schulbüchern Vergrößerung und Strahlengang optischer Instrumente 147 ^3 Weilenoptik und Quantenphysik 1 Interferenzbedingungen - Kohärentes Licht Kurven gleicher Neigung und gleicher Dicke Auflösungsvermögen optischer Instrumente Polarisation des Lichtes Optischer, relativistischer DoppLER-Effekt (longitudinal) Strahlungs- und Lichtgrößen Temperaturstrahlung des schwarzen Körpers Quantenhaftes Verhalten monochromatischer Strahlung - Photonen Dualismus: Welle - Teilchen Unschärferelationen von HEISENBERG Linienspektren und Aufbau der Atomhülle 168 Kernphysik und Elementarteilchen-Physik 1 Atomaufbau Erhaltungssätze Natürliche Radioaktivität Künstliche Kernumwandlungen Künstliche Radioaktivität Transurane Kernspaltung und Kernfusion Energiebilanz bei Kernprozessen Kosmische Strahlung Teilchenbeschleuniger Teilchen und Antiteilchen Gruppen von Elementarteilchen Wechselwirkungskräfte Elementarste Bausteine der Materie - Quarkmodell 194 H Tabellen 1 Physikalische Größen - ihre Zeichen und Einheiten Internationales Einheitensystem (SI) 202

5 8 Inhaltsverzeichnis 3 Einheiten außerhalb des internationalen Systems und ihr Zusammenhang mit SI-Einheiten Wichtige physikalische Konstanten Periodensystem der chemischen Elemente - Eigenschaften der Elemente Dichte g Dichte g des Wassers in Abhängigkeit von der Temperatur t Kantenlänge a der Elementarzelle kubisch kristallisierender Metalle bei 20 C Daten des Sonnensystems Fallbeschleunigung an verschiedenen Orten Reibungszahlen Elastische Größen Oberflächenspannung a von Flüssigkeiten bei 20 C Dynamische Viskosität q und kinematische Viskosität v = rjlg Strömungs-Widerstandsbeiwerte c w in Luft Thermische Größen Siedetemperatur t r des Wassers in Abhängigkeit vom Druck p Heizwerte von Brennstoffen Energieübertragung durch Wärme Luftdruck p als Funktion der Höhe h Druck p und Dichte g des gesättigten Wasserdampfes in Abhängigkeit von der Temperatur t Schallgeschwindigkeit c für Längswellen Ferroelektrische und antiferroelektrische Stoffe Spezifischer elektrischer Widerstand g bei 20 C und Temperaturkoeffizient a (Mittelwert zwischen 0 C und 100 C) Spezifischer elektrischer Widerstand g und Permittivitätszahl e r von Isolierstoffen bei 20 C Ferromagnetische und antiferromagnetische Stoffe Supraleiter Elektrochemisches Äquivalent k und Wertigkeit z Brechzahl n für Licht der Wellenlänge X = 589,3 nm (D-Linie) Wellenlänge einiger wichtiger Spektrallinien in Luft Spektraler Hellempfindlichkeitsgrad für Tagsehen V(l) und Nachtsehen V'(X) Wellenlängen einiger häufig verwendeter Laser Nuklide Atommasse m a stabiler Nuklide Zerfallsreihen von Radionukliden Radionuklide 250 I Stichwortverzeichnis 255

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