Ähnlichkeiten in der Physik

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Dominik Berthold Meinhardt
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1 J.N. Shive R.L.Weber Ähnlichkeiten in der Physik Zusammenhänge erkennen und verstehen Mit 150 Abbildungen, 6 Tabellen, 219 Übungen, Lösungen und durchgerechneten Beispielen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo Hong Kong Barcelona Budapest

Inhaltsverzeichnis J 1 Verallgemeinerter Fluß 1 1.1 Lineare Zusammenhänge in der Natur 1 1.2 Stationärer Fluß elektrischer Ladung 2 1.3 Das Ohmsche Gesetz in anderer Gestalt: Wärmefluß 2 1.

2 Inhaltsverzeichnis J 1 Verallgemeinerter Fluß Lineare Zusammenhänge in der Natur Stationärer Fluß elektrischer Ladung Das Ohmsche Gesetz in anderer Gestalt: Wärmefluß Flüssigkeitsströmung Diffusion Wie ein Ei dem anderen Anwendungen 6 Übungen 9 2 Exponentielles Wachstum Einleitung Zinseszinsen Bevölkerungswachstum Wachstum der Wissenschaft Stoßionisation Allgemeine Bemerkungen 21 Übungen 22 3 Exponentieller Abfall mit der Zeit Entleeren eines Wasserbehälters Entladen eines Kondensators Radioaktiver Zerfall Abkühlung Zusammenfassung 33 Übungen 34 4 Exponentieller Abfall mit dem Abstand Einleitung Strahlungsabsorption Wärmeleitung in einem Stab ohne Isolierung Zweidrahtleitung Elektrische Analogie zum Wärmefluß Zusammenfassung 43 Übungen 44

X Inhaltsverzeichnis 5 Exponentielle Annäherung 47 5.1 Füllen eines Wasserbehälters 47 5.2 Aufladen eines Kondensators 50 5.3 Erhitzen eines Metallstücks 52 5.4 Grenzgeschwindigkeit 53 Übungen.

3 X Inhaltsverzeichnis 5 Exponentielle Annäherung Füllen eines Wasserbehälters Aufladen eines Kondensators Erhitzen eines Metallstücks Grenzgeschwindigkeit 53 Übungen Schwingungen Analogien Ungedämpfte Schwingungen Gedämpfte Schwingungen Logarithmisches Dekrement und Gütefaktor Gedämpfte Schwingung mit periodischer Triebkraft Elektrischer Schwingkreis Selbstabstimmung Die Welt ist voller Schwingungen 75 Übungen 76 7 Wellen Die Wellengleichung Ausbreitungsgeschwindigkeit Energietransport durch Wellen Reflexion 89 Übungen 90 8 Stehende Wellen und Resonanz Bildung stehender Wellen Zweidrahtleitung Schallwellen in einem Rohr Reflexion von Mikrowellen Resonanz in Wellensystemen 97 Übungen 99 9 Interferenz und Interferometrie Einleitung Schwebung Interferometrie mit Wegunterschieden Holographie Abschließende Bemerkungen 112 Übungen Strahlenbündel Einleitung Linsen Linsendefekte Mikrowellenlinsen 120

Inhaltsverzeichnis XI 10.5 Zonenplatten 123 10.6 Spiegel 125 10.7 Richtantennen 126 10.8 Schallbündelung 127 10.9 Teilchenstrahlen 129 10.10 Zusammenfassung 132 Übungen 133 11 Filter 135 11.

4 Inhaltsverzeichnis XI 10.5 Zonenplatten Spiegel Richtantennen Schallbündelung Teilchenstrahlen Zusammenfassung 132 Übungen Filter Beispiele Elektrische Filter Mechanische Filter Akustische Filter Energieabsorbierende Filter Filterung durch periodische Strukturen 143 Übungen Transformatoren und Impedanzanpassung Einleitung Auf und Ab Impedanzanpassung 153 Übungen Dispersion Einleitung Beobachtungen zur Dispersion Theorie der Dispersion Gruppengeschwindigkeit Whistler Solitonen 173 Übungen Das allgegenwärtige kt Einleitung Kinetische Theorie Verteilung molekularer Geschwindigkeiten Spezifische Wärmekapazität von Gasen Spezifische Wärmekapazität von Festkörpern Glühemission Elektrische Leitfähigkeit von Festkörpern Abschließende Bemerkungen 190 Übungen Rauschen Einleitung Mechanisches thermisches Rauschen Elektrisches thermisches Rauschen: Widerstandsrauschen

XII Inhaltsverzeichnis 15.4 Akustisches thermisches Rauschen 198 15.5 Optisches thermisches Rauschen: Schwarzkörperstrahlung... 198 15.6 Thermisches Rauschen: Zusammenfassung 200 15.

5 XII Inhaltsverzeichnis 15.4 Akustisches thermisches Rauschen Optisches thermisches Rauschen: Schwarzkörperstrahlung Thermisches Rauschen: Zusammenfassung Andere Arten von Rauschen 200 Übungen Strahlungsdruck Einleitung Elektromagnetischer Strahlungsdruck Messung des Lichtdrucks Strahlungsdruck mechanischer Wellen Schalldruck Auswirkungen des Strahlungsdrucks 211 Übungen Abstraktionen als Wegweiser in der Physik Einleitung Symmetrie Symmetrie und Erhaltungssätze Symmetrie und Parität Symmetrie und Quantenmechanik Symmetrie und Antimaterie Dimensionsanalyse: Modelle Dimensionsanalyse Das 77-Theorem Dimensionslose Kennzahlen Modelle in der Physik Modelle in der Technik Operatoren und Operationen 231 Übungen Allerlei Ähnlichkeiten Einleitung Gedanken zur Thermodynamik Wellenfortpflanzung in verlustbehafteten Medien Steuerung durch Rückkopplung 246 Übungen 253 Lösungen 255 Zitate 257 Weiterführende Literatur 259 Literaturführer 269 Sachverzeichnis 271

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