Inhaltsverzeichnis XIII

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Elektrizität Magnetismus Elektromagnetische Wellen Einführung Historische Anmerkungen Elektrisches Feld Elektrische Ladung Coulomb sches Gesetz Elektrostatische Aufladung und Entladung Überlagerung elektrostatischer Kräfte Elektrostatisches Feld: Feldstärke Feldlinie Elektrisches Potential Elektrische Spannung Elektrischer Fluss Gauss sches Gesetz Ebenes Feld Feldenergie Kondensator Millikan-Versuch Sphärisches Feld Blitzentladung Elektrischer Strom Gleichstromkreis Stromkreis: Elektrische Stromstärke, Spannung, Energie und Leistung Ergänzungen und Beispiele Magnetismus Magnetisches Feld Erdmagnetfeld Magnetische Flussdichte Lorentzkraft Halleffekt Spannungsinduktion Elektromagnetische Induktion Magnetfelder in stromdurchflossenen Spulen Ferromagnetische Stoffe Induktionsgesetz Urform des Elektrogenerators Ergänzungen und Beispiele Elektrische Maschinen: Generatoren und Motoren Wechselstrom Drehstrom Transformator XIII

2 XIV Inhaltsverzeichnis Induktiver und kapazitiver Widerstand im Wechselstromkreis Schwingungen im Wechselstromkreis Ergänzungen und Beispiele Erzeugung und Speicherung elektrischer Energie Elektromagnetische Wellen Schwingkreis mit Selbstanregung durch Rückkopplung Hertz scher Dipol Eigenschaften des elektromagnetischen Wellenfeldes Literatur Strahlung I: Grundlagen Einleitung Lichtgeschwindigkeit Ätherwellen Korpuskeln Dualität der elektromagnetischen Strahlung Elektromagnetische Wellen Strahlungsquanten Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung Temperaturstrahlung Erscheinungsformen der Temperaturstrahlung Schwarzer Strahler Spektrale Strahlungsgrößen Strahlungsgesetze des Schwarzen Strahlers Ergänzungen und Beispiele zum Strahlungsgesetz Solare Strahlung Licht und Wärme auf Erden Strahlungsspektrum der Sonne Solarkonstante Durchgang der Sonnenstrahlung durch die Erdatmosphäre Strahlungsbilanz auf Erden Erderwärmung Klimawandel Kohlenstoffdioxid (CO 2 ) Methan (CH 4 ) Ozon (O 3 ) Luftverschmutzung Folgen des Klimawandels Klimaschutz Literatur

3 Inhaltsverzeichnis XV 3 Strahlung II: Anwendungen Huygens sches Prinzip Reflexion und Brechung Gesetze der Reflexion und Brechung Extremalprinzip von FERMAT Ebene und gekrümmte Spiegel Prismen und Linsen Dispersion bei der Lichtbrechung Sehen Optische Instrumente Lichtwellenleiter (LWL) Optische Übertragungstechnik Beugung Interferenz Erscheinungsformen Beugung und Interferenz am Einfachspalt Auflösungsvermögen optischer Bauteile Beugung und Interferenz am Doppelspalt Beugung und Interferenz am Gitter Spektroskopie Emissionsspektrum Absorptionsspektrum Polarisation Streuprozesse Atmosphärische Licht- und Leuchterscheinungen Farbe Spektralfarben Mischfarben Farbmischung Farbmetrik Psychologisches Farberlebnis Astronomie II: Strahlung der Sterne Astronomische Beobachtungsfenster Astronomische Fernrohre Astronomische Observatorien Sternenhimmel Benennung der Sternbilder und Sterne Parallaktische Entfernungsmessung Eigenbewegung der Sterne Sternhelligkeit Klassifikation der Sterne Veränderliche Sterne Galaxien Literatur

4 XVI Inhaltsverzeichnis 4 Relativistische Mechanik Spezielle Relativitätstheorie (SRT) Einführung Galilei Transformation Ätherexperimente Grundlagen der relativistischen Kinematik Grundlagen der relativistischen Dynamik Allgemeine Relativitätstheorie (ART, Gravitationstheorie) Äquivalenzprinzipe Gravitationspotential Schwarzschildradius Schwarzes Loch Gravitative Rotverschiebung Lichtablenkung Gravitations-Linseneffekt Gravitative Zeitdilatation und gravitative Raumkontraktion Periheldrehung der Planeten Astronomie III: Kosmologie Zur historischen Entwicklung der Kosmologie Messung kosmischer Entfernungen und Geschwindigkeiten Hubble-Gesetz Kosmische Hintergrundstrahlung Kosmologisches Prinzip und Folgerungen Ausdehnung des kosmischen Raumes und seine Vermessung Alter des Kosmos Kinematische Lösung Alter des Kosmos Dynamische Lösung Friedmann-Lemaître-Gleichungen Die Dilemmata der heutigen Kosmologie Literatur Personenverzeichnis Sachverzeichnis

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