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Bernd Sonne befasst sich in diesem essential mit der Speziellen Relativitätstheorie (SRT) Albert Einsteins. Die Theorien des wohl bedeutendsten Physikers…
des 20. Jahrhunderts, der unser physikalisches Weltbild revolutionierte, werden für jedermann auch ohne spezielle Vorkenntnisse nachvollziehbar erläutert. In einem historischen Rückblick geht der Autor zunächst darauf ein, wie es zur SRT gekommen ist. Daraufhin stellt er die Prinzipien der SRT vor und geht auf die Äquivalenz von Masse und Energie ein. Anschauliche Beispiele aus der Praxis verdeutlichen die Ausführungen. Einige Paradoxa, die mit der SRT verbunden sind, werden widerspruchsfrei aufgelöst. Die zweite Auflage wurde um weitere Themen ergänzt, wie beispielsweise Aberration sowie die Erzeugung von Röntgenstrahlung.Halliday Physik für natur- und ingenieurwissenschaftliche Studiengänge
Par David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker. 2020
Das Halliday-Lehrbuch Physik für natur- und ingenieurwissenschaftliche Studiengänge bietet einen Überblick über den Stoff typischer Experimentalphysik-Vorlesungen. Dementsprechend wurde der Stoff…
auf die Bedürfnisse dieser Studierenden zugeschnitten und gestrafft. Außerdem stellt jedes Kapitel einen ausgeprägten Praxisbezug her, um die Anwendung physikalischer Konzepte zu illustrieren. Für die dritte Auflage wurden die Kapitel nicht nur überarbeitet, sondern didaktisch neu strukturiert: die Lerninhalte sind nun in Modulen organisiert, wobei jede Einheit die Lernziele explizit aufführt und die Schlüsselkonzepte zusammenfasst. So können Studentinnen und Studenten zielgerichtet lernen und den Lernerfolg nach der Lektüre selbst überprüfen. Das Übungsbuch hilft bei der Durchdringung des Stoffs der einführenden Experimentalphysik-Vorlesungen für Nebenfachstudierende. Es enthält mehr als 750 Aufgaben mit ausführlichenb Lösungen aus allen Kapiteln des Lehrbuchs. Dabei stammen die Aufgaben aus allen Themenbereichen der Experimentalphysik und reichen von Standardaufgaben, die jeder können muss, bis hin zu weiterführenden Aufgaben für Fortgeschrittene.Quantenmechanik (nicht nur) für Lehramtsstudierende
Par Thomas Filk. 2019
Dieses Lehrbuch zur Quantentheorie ist speziell für Lehramtsstudierende konzipiert und auf die Bedürfnisse zukünftiger Lehrer und Lehrerinnen zugeschnitten. Die konzeptuellen…
Grundlagen, aber auch die Darstellung des mathematischen Formalismus der Quantenphysik stehen dabei im Vordergrund, gleichzeitig wird weniger Wert auf eine detaillierte Beschreibung der mathematischen Techniken zur Lösung spezifischer Probleme gelegt.Im ersten, einführenden Teil des Buches werden mögliche Zugänge zur Quantenmechanik beschrieben. Diese bieten dem Leser nicht nur zu Beginn verschiedene Perspektiven, aus denen man die Quantentheorie betrachten kann, sondern können auch mit den notwendigen didaktischen Änderungen in der Schule verwendet werden. Teil II umfasst den eigentlichen Lehrstoff, wie er in Vorlesungen an der Hochschule vermittelt wird: Vom mathematischen Rüstzeug über die Postulate bis hin zur Anwendung auf einfache Systeme, darunter das Kastenpotential, den harmonischen Oszillator und das Wasserstoffatom. Das Grundwissen der Quantenmechanik wird hier nachvollziehbar und verständlich erklärt. Der dritte und abschließende Teil bietet eine Sammlung von weiterführenden, voneinander unabhängigen Themen mit ausführlicheren Hintergründen zu den Grundlagen und Anwendungen. Kapitel zu offenen Fragen, Problemen und Interpretationen der Quantentheorie, Quantenlogik aber auch tiefer gehende Betrachtungen der mathematischen Zusammenhänge ermöglichen so ein erweitertes Verständnis.Mit Hilfe von Übungsaufgaben können Studierende das Gelernte überprüfen und in der Anwendung festigen. Die Lösungen zu den Aufgaben sowie weitere Aufgaben werden online bereitgestellt.Dieses Werk betrachtet die Entwicklungen der Physik der Wärme, speziell der Tieftemperaturphysik, an der Humboldt-Universität zu Berlin. Dabei bettet der…
Autor die physikalischen Zusammenhänge und Erkenntnisse in den zeitgeschichtlichen Hintergrund und die politischen Gegebenheiten ein.Beginnend in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts werden die durch das Kaiserreich geförderten Entwicklungen der physikalischen und chemischen Forschung in Berlin dargestellt. Darauf folgend werden die Veränderung und Errungenschaften bis zu Beginn des 2. Weltkriegs sowie die Bemühungen, in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts nach 1945 den Anschluss für diese Wissenschaftsgebiete zu finden, beschrieben. Die Erfahrungen, die die Teilung Deutschlands und das Leben und Forschen in der DDR mit sich gebracht haben, sowie die Fortschritte im Bereich der Tieftemperatur-Festkörperphysik werden anschließend beleuchtet. Das Buch schließt mit einer ausführlichen Beschreibung der physikalischen Entdeckungen und Fortschritte, die Berliner Forscher in den letzten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts gemacht haben.Neben der Gesamtentwicklung des Wissenschaftsgebiets legt das Werk dabei einen besonderen Fokus auf die Forschungsbereiche in Berlin, darunter die Erzeugung von tiefen Temperaturen, die Theorie der Thermodynamik und die Erforschung der Struktur fester Körper. Dazu gehören auch fortgeschrittene Themen wie der Quanten-Hall-Effekt und Supraleitung, deren Entwicklung im letzten Teil des Buches ausführlicher dargestellt wird.Die Fälschung des Realismus: Kritik des Antirealismus in Philosophie und theoretischer Physik
Par Norbert Hermann Hinterberger. 2019
Das Werk setzt sich kritisch mit dem Antirealismus in Philosophie und theoretischer Physik auseinander und plädiert für einen kritischen Realismus.…
Es werden antirealistische (konventionalistische, instrumentalistische, operationalistische, strukturalistische bzw. mathematisch platonistische) Positionen in der Philosophie (der Physik) kritisiert. Der Autor konfrontiert diese mit dem konsequent fallibilistischen Falsifikationismus des kritischen Realismus/Rationalismus und bildet das Ganze auf aktuelle Probleme der physikalischen Kosmologie ab. Dazu werden die Falsifizierbarkeit der Loop Quantum Cosmology (einer stark vereinfachten Form der Loop Quantum Gravity) sowie fehlende Testmöglichkeiten in der String- bzw. M-Theorie besprochen, aber z.B. auch Kontinuitäts-Ideen des String-Theoretikers David Tong sowie Martin Bojowalds Vereinigungs-Visionen bezüglich String- und Loop- Ansatz. Die zweite Auflage ist vollständig durchgesehen und um ein umfangreiches neuntes Kapitel ergänzt. Hier wird insbesondere Lee Smolins Idee einer globalen Zeit relational zu den Energie-Kausalitäten unseres Universums diskutiert.Ausflug ins äußere Sonnensystem: Trojaner, Puck und Co.
Par Michael Moltenbrey. 2019
Dieses Buch nimmt Sie mit auf eine spannende Reise durch das äußere Sonnensystem. Sie beginnt jenseits des Mars im Asteroidengürtel…
und führt Sie durch die Welt gigantischer Planeten: Jupiter mit den galileischen Monden, die fast selbst ein kleines Sonnensystem bilden, Saturn, der „Herr der Ringe“, die Eisriesen Uranus und Neptun. Jenseits des Kuipergürtels, der unser Sonnensystem mit Kometen versorgt, beginnt die Oortsche Wolke und wir kommen dort an die Grenzen unseres Sonnensystems. Der Autor stellt die verschiedenen Welten, auf die Sie treffen werden, dar: Ringe, Eismonde, Zwergplaneten, Trojaner und Zentauren, Planet X, Puck, Io und viel mehr. Entdeckungsgeschichten, physikalische Eigenschaften, das Innere der Planeten, ihre Atmosphären und Ringsysteme sind verständlich und kurzweilig präsentiert. Kommen Sie mit auf diese Reise und lassen Sie sich vom äußeren Sonnensystem verzaubern! Der Autor Michael Moltenbrey studierte Informatik und Astrophysik, begeistert sich seit Jahren für das Thema Astronomie und war mehrere Jahre Vorsitzender einer lokalen Sternwarte von Amateurastronomen. Als Amateurastronom beschäftigt er sich schon seit Jahren mit Themen der Entstehung und Entwicklung unseres Sonnensystems und numerischen Simulationen.Dieses Buch präsentiert 70 Merkwürdigkeiten der „Ausgeforscht“-Glossen der Nachrichten aus der Chemie von Michael Groß. Obskure Aspekte und Meldungen aus…
der Wissenschaft werden aufgespießt und die Lesenden damit sowohl zum Schmunzeln als auch zum Nachdenken angeregt. Eingehend analysiert, in Kakao inkubiert und in Heiterkeit aufgelöst wird dabei auch die Wechselwirkung zwischen Wissenschaft und Technologie, dem menschlichen Alltagsleben und Konsumverhalten: von stinkenden Socken bis hin zu den perlenden Gasblasen des Champagner.Der wissenschaftliche Hintergrund der Glossen erstreckt sich von der Biologie über die Chemie bis hin zur Quantenmechanik - der alltäglich-kuriose Vordergrund von neumodischen, völlig überflüssigen Erfindungen bis hin zu traditionellen Grundnahrungsmitteln wie Bier und Wein.Der Autor Michael Groß studierte Chemie und erforschte am Oxford Centre for Molecular Sciences die biophysikalische Chemie der Proteine. Heute lebt er als freier Wissenschaftsjournalist in Oxford und schreibt regelmäßig Sachbücher und Beiträge u.a. für Spektrum der Wissenschaft, Chemie in unserer Zeit und Nachrichten aus der Chemie. 2014 wurde er von der Gesellschaft Deutscher Chemiker mit dem GDCh-Preis für Journalisten und Schriftsteller ausgezeichnet.Physikalische Melange: Wissenschaft im Kaffeehaus
Par Leopold Mathelitsch. 2019
Warum geht man in ein Wiener Kaffeehaus? Um sich wohl zu fühlen. Und um die Welt in lockerer Runde zu…
betrachten und zu besprechen: Wie wird das Wetter? Wieso platzen Wiener Würstel längs? Ist ein Fußballergebnis Zufall? Ist Telefonieren gefährlich? Welcher Kaffee kühlt schneller: ein Espresso oder eine Melange? In diesem Buch werden solche Alltagsfragen gestellt – in einem typischen Wiener Kaffeehaus: Der Leser begegnet Frau Hofrat, dem Maestro, dem Studenten, der Chefin, dem Professor und vielen mehr. Die Gäste diskutieren Bedeutendes und Unwichtiges, Lustiges und Ernstes, Persönliches und allgemein Gültiges. Sie bringen ihre Meinung und ihr Wissen ein und entdecken gemeinsam Dahinterliegendes. Idee und Inhalt dieses Buches ist die Darstellung verschiedenster Alltagsphänomene auf zwei Ebenen: eine anregende Diskussion der Kaffeehausbesucher und ein erklärender, physikalischer Blickwinkel. Leopold Mathelitsch weckt so die Neugierde der Leserinnen und Leser und animiert sie dazu, physikalische Zusammenhänge tiefer und genauer verstehen zu wollen.Das sechsbändige Handbuch ist ein hochwertiges Werk über die Geodäsie unserer Zeit. Neben einer guten Lesbarkeit vermittelt es dennoch den…
wissenschaftlichen Ansatz und richtet sich an Kollegen in Praxis und Wissenschaft, aus Nachbardisziplinen und allgemein an Studierende und Interessierte. Die in den Beiträgen behandelten Themen führen systematisch in Aufgabenstellung, Methodik und zukünftige Entwicklungen ein. Die Themen reichen von der Mathematischen und Physikalischen Geodäsie sowie der Satellitengeodäsie über die Ingenieurgeodäsie, die Bodenordnung und das Landmanagement, die Photogrammetrie und Fernerkundung bis zu Geoinformationssystemen und der Kartographie.Bionik für technische Produkte und Innovation: Ein Überblick für die Praxis (essentials)
Par Kristina Wanieck. 2019
Die Bionik überträgt Wissen über biologische Vorbilder in technische Anwendungen und kann damit für die Entwicklung technischer Produkte und Innovationen…
genutzt werden. Es handelt sich dabei um einen der spannendsten Ansätze für zukünftige technische und gesellschaftliche Innovation, da das meiste Wissen aus der Biologie bisher noch ungenutzt ist. Kristina Wanieck fasst in diesem essential die wichtigsten Grundlagen der Bionik für ihre Anwendung in der Praxis zusammen. Darüber hinaus beschreibt die Autorin eine themen- und problemoffene Vorgehensweise – also unabhängig von einer konkreten Fragestellung. Diese Grundlagen sollen es ermöglichen, die Bionik für die verschiedensten Fragestellungen und Projekte zu nutzen.Quantenmechanik: Einführung in die mathematische Formulierung (essentials)
Par Martin Pieper. 2019
Wer schon immer die Hieroglyphen auf Sheldons Tafel in der Fernsehserie The Big Bang Theory verstehen oder ganz genau wissen…
wollte, was es mit dem Schicksal von Schrödingers Katze auf sich hat, findet in diesem essential eine kurze, anschauliche Einführung in die Welt der Quantenmechanik. Speziell fokussiert sich der Text auf die mathematische Beschreibung im Hilbertraum. Hierbei geht der Inhalt über populärwissenschaftliche Darstellungen hinaus, ist allerdings trotzdem durch die anschaulichen Beispiele für Lesende ohne spezielle Vorkenntnisse geeignet. Der Autor:Prof. Dr. Martin Pieper ist seit 2011 Professor für Mathematik und Simulation an der FH Aachen. Vor seinem Ruf an die FH Aachen war er wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Optimierung des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik.Einfache Sprache in Zeiten des Wandels: Zur Notwendigkeit einer verständlichen Wissenschaft (essentials)
Par Andreas Baumert. 2019
Was derzeit als Klimakatastrophe diskutiert wird, scheint nicht die einzige Bedrohung, der wir gegenüberstehen. Wissenschaften berichten ergänzend über den fatalen…
Umgang mit natürlichen Ressourcen und weitere Gefahren sozialer und politischer Art. Einiges spricht dafür, dass wir eine Situation erreichen, in der verständliche wissenschaftliche Expertise überlebensnotwendig wird. Zumindest theoretisch sind Demokratien als offene Gesellschaften imstande, auf diesen Rat zu reagieren. Sie müssen dazu einige Störfeuer abwehren, die auf den uninformierten Bürger setzen. Wissenschaftliche Erkenntnis, präsentiert in einer einfachen Sprache, kann dabei helfen. Das essential diskutiert dazu einige populärwissenschaftliche Veröffentlichungen und schaut auf den immerwährenden Kampf des Neuen in der Wissenschaft gegen eine verkarstete Gesellschaft. Mit welchen schwerwiegenden Veränderungen wir rechnen müssen, zeigen Arbeiten des Wuppertaler Instituts. Wenn wir diese Transformation der Gesellschaft nicht in Angriff nehmen, werden die Konsequenzen sehr wahrscheinlich fatal sein.Erste Schritte in die Theoretische Physik: Verständlich erklärt vom Abiturniveau aus
Par Jürgen Wagner. 2019
Dieses Lehrbuch bietet einen einfachen Zugang zur Theoretischen Physik und realisiert einen durchgängigen Anschluss an die in der Schule erworbenen…
physikalisch-mathematischen Vorkenntnisse. Aus seiner Erfahrung als Diplomlehrer für Physik und Mathematik heraus ebnet der Autor den Weg in die Theoretische Physik. Er stützt sich dabei auf die folgenden Prinzipien: Viele Abbildungen und detailliert vorgerechnete Beispiele tragen wesentlich zum Verständnis der Darstellungen bei. Verwendete „Rechentricks“ werden angegeben und erläutert.Die erforderliche Mathematik wird schrittweise und ausführlich erarbeitet.Die Struktur des Lehrbuchs orientiert sich an folgenden zentralen Phänomenen und Grundbegriffen: Bewegung, Elektrizität und Magnetismus, Relativität sowie Quanten. In diesem Rahmen werden die üblichen Inhalte der Module Theoretische Mechanik, Elektrodynamik, Relativitätstheorie und Quantenmechanik verortet.Die experimentelle Basis für theoretische Ansätze wird explizit benannt, um die Besonderheiten der naturwissenschaftlichen Methode zu betonen, die sich von Autoritätsgläubigkeit sowie Spekulation deutlich abgrenzt.Auf bestehende Interpretationsprobleme der Quantenmechanik wird ausdrücklich hingewiesen. Begriffe wie „Welle-Teilchen-Dualismus“ oder „Kollaps der Wellenfunktion“ werden vermieden, da sie Missverständnisse provozieren können.Dieses Buch richtet sich an Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften sowie des Lehramts, zu deren Studieninhalten mindestens ein Modul Theoretische Physik gehört. Es wendet sich auch an alle, die sich für Fragestellungen der Naturwissenschaften oder Naturphilosophie interessieren und über eine positive Einstellung zur Mathematik verfügen.Explodierende Vielfalt: Wie Komplexität entsteht
Par Eberhard Klempt. 2019
Verstehen wir die Welt? Wie ist unsere Welt entstanden? Warum gibt es so viel Materie und so wenig Antimaterie? Wie…
bildeten sich die weiträumigen Strukturen in unserem Universum? Und wie entstanden aus der unbelebten Materie die ersten reproduktionsfähigen Lebewesen? Welcher Anpassungsdruck erzeugte die Artenvielfalt und letztlich die Hominiden? Wie entwickelten sich Bewusstsein, Kreativität, Religion? In dem vorliegenden Buch beantworten herausragende Wissenschaftler diese und viele weitere spannende Fragen und erklären, wie aus einfachen Anfängen und simplen Regeln immer wieder komplizierte Strukturen entstanden sind. Diese sogenannte Selbstorganisation wird an Beispielen aus den verschiedensten Disziplinen demonstriert – sei es bei der Geburt des Universums, auf der Ebene der Quarks und der Atome, bei der Entstehung des Lebens und bei seiner Ausdifferenzierung in die Vielzahl der Lebensformen bis hin zum Menschen selbst, mit seinen kulturell und wissenschaftlich immer höher entwickelten Gesellschaften. Interessierte Leser können mit Hilfe dieses Buches nachvollziehen, mit welchen Erkenntnissen und Thesen die Wissenschaft heute erklärt, wie die Natur mit einfachen Grundbausteinen und Gesetzen solch komplexe Gefüge geschaffen hat.Geotechnische Klassifikationen von Festgesteinen und Festgebirgen
Par Ulrich Sebastian, Bernd Müller, Uwe Pippig. 2019
In diesem Fachbuch werden spezifische Eigenschaften der Gesteine und des Gebirges betrachtet, die sich aufgrund ihrer Quantifizierbarkeit für eine Klassifikation…
eignen. Trotz (und gerade wegen) einer großen Vielfalt an Normen (DIN, ISO, Taschenbücher) herrschen in der Geotechnik zuweilen Unsicherheiten bei der korrekten Klassifikation und Einschätzung von Festgesteinen. Es werden z.T. überraschende Zusammenhänge zwischen verschiedenen physikalischen Eigenschaften und Kennwerten aufgedeckt und erstmals quantitativ dargelegt. Das Buch verfolgt damit zwei Ziele. Erstens soll es zu einem besseren Verständnis der physikalischen Eigenschaften der Gesteine im Festgebirge führen. Darüber hinaus soll es zweitens Nachschlagewerk der nutzbaren Parameter bei der Klassifikation und Einordnung der Festgesteine und Festgebirge in der Praxis sein.Fließgewässer: Hydraulik, Hydrologie, Morphologie und Wasserbau
Par Andreas Malcherek. 2019
Physik für Dummies (Für Dummies)
Par Steven Holzner. 2020
"Physik für Dummies" entführt auch die, die damit eigentlich nichts am Hut haben, in die faszinierende Welt der Physik. Steve…
Holzner stellt Ihnen physikalische Phänomene vor und erklärt die dahinterstehenden Naturgesetze samt der notwendigen mathematischen Grundlagen. Egal ob Elektrizität, Magnetismus oder Optik, alles wird mit ausführlichen Beispielen und anschaulichen Abbildungen erläutert. Nach jedem Kapitel gibt es Übungsaufgaben und Lösungen, mit denen man das Gelernte festigen kann.Was beinhaltet dieses 2-in-1 Buch? In diesem Buch erhalten Sie folgendes: •365 Zitate über Frauen: Tägliche Stärkung der Frauen mit…
Zitaten um mehr Selbstvertrauen zu erhalten, produktiver zu werden und ihre wildesten Ziele zu erreichen • 365 Liebeszitate: Tägliche Liebeszitate um leidenschaftlichere und bedeutsamere Beziehungen zu erhalten Xabier K. Fernao glaubt fest daran, dass Zitate eines der schönsten und weisesten Dinge sind, die geschaffen wurden. Denken Sie darüber nach. Sie können ein klobiges, dickes Buch lesen. Auf der Suche nach Erkenntnis werden Sie mit einer Flut von Verwirrung bombardiert. Jeder sagt Ihnen was und wie Sie denken sollen. Die Schönheit von Zitaten liegt darin, dass Zitate Ihnen Raum zur Erkundung lassen. Jedes einzelne weise Zitat hat keine Bedeutung, außer die eine, die Sie ihm verleihen. Es gibt keinen Zusammenhang, außer zum Leser (Sie). Darin liegt die Schönheit von Zitaten.Werner Heisenberg schrieb diesen Essay in den Kriegsjahren 1941/42. Er überließ ihn nur Verwandten und ausgewählten Freunden zur Lektüre, dachte…
aber nicht daran, den Text zu veröffentlichen. In dem Essay zieht Heisenberg eine Summe seiner philosophischen Gedanken über die Natur und über die Frage, wie der Mensch erkennen kann, was die Wirklichkeit ist. Nach Heisenbergs Tod haben die Herausgeber seiner „Gesammelten Werke“ diesen Text nach der Urschrift übernommen und mit dem Titel „Ordnung der Wirklichkeit“ versehen. Er wurde 1989 im Piper Verlag veröffentlicht. Die Heisenberg-Gesellschaft hat beschlossen, Heisenbergs Manuskript neu herauszugeben und mit einer Kommentierung der literarischen, musikalischen, philosophischen und historischen Bezüge zu ergänzen. Die Kommentierung hat dankenswerter Weise Herr Ernst Peter Fischer übernommen.Werkstoffe: Aufbau und Eigenschaften von Keramik-, Metall-, Polymer- und Verbundwerkstoffen (Springer-lehrbuch Ser.)
Par Erhard Hornbogen, Gunther Eggeler, Ewald Werner. 2019
Das Standardwerk zur Werkstoffkunde erfährt seit über 40 Jahren regen Zuspruch. Ausgehend von einer einheitlichen werkstoffwissenschaftlichen Darstellung der Mikrostrukturen von…
Werkstoffen, ihren Bildungsbedingungen und den sich daraus ergebenden Stoffeigenschaften, werden die keramischen, metallischen sowie die Polymer- und Verbundwerkstoffe systematisch und praxisnah behandelt. Dabei werden neue Entwicklungen berücksichtigt, wie z.B. Supraleiter, Formgedächtnislegierungen, Biopolymere, Piezoelektrika und Nanostrukturen. Ebenso behandelt werden zahlreiche Aspekte der Werkstofftechnik sowie Stoffkreisläufe und Nachhaltigkeit.Für die 12. Auflage wurde das Zahlen- und Bildmaterial aktualisiert, um gegenwärtige Entwicklungen zu berücksichtigen. Zudem wurde das Buch in ein neues Layout überführt, um die Lesbarkeit der elektronischen Version auf verschiedenen Endgeräten zu verbessern. Die ZielgruppenDas Buch bietet für Studierende der Ingenieurwissenschaften an Universitäten und Fachhochschulen eine kompakte und systematische Darstellung der Werkstoffkunde und Werkstoffwissenschaft auf neuestem Stand.