Kuchling Taschenbuch der Physik
22. aktualisierte Auflage 2022
ISBN: 978-3-446-47364-5
Verlag: Carl Hanser
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
E-Book, Deutsch, 716 Seiten
ISBN: 978-3-446-47364-5
Verlag: Carl Hanser
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Ständig aktualisiert, verbessert und erweitert ist es zum Standardwerk für Studierende aller Fachrichtungen an Fachhochschulen und Universitäten, Schüler:innen, Lehrer:innen und Dozierende geworden. Es hilft beim Erarbeiten und Wiederholen des Stoffes im Selbststudium sowie bei der Vorbereitung auf Klausuren und Prüfungen. Aber auch Praktiker:innen nützt es im Beruf als Nachschlagewerk bei der Auffrischung erworbenen Wissens.
Das für Studium und Praxis unentbehrliche Nachschlagewerk
- enthält alle wichtigen physikalischen Formeln sowie Gesetze und erläutert ihre Anwendung,
- gibt schnell Auskunft über Maßeinheiten, Naturkonstanten und Materialwerte sowie deren Gültigkeitsgrenzen,
- enthält mehr als 500 erläuternde Abbildungen sowie einen umfangreichen Tabellenteil,
- eignet sich auch für Benutzer mit geringeren mathematischen Kenntnissen.
Seine Aufgabe, eine Brücke zwischen reiner Formelsammlung und Lehrbuch zu sein, erfüllt es vor allem durch die didaktische Gestaltung sowie leicht verständliche Texte und Abbildungen.
Neu in der 22. Auflage: Berücksichtigt neue Definition der sieben Basiseinheiten über Naturkonstanten
Oberstudienrat i. R. Horst Kuchling, war an der Ingenieurhochschule Mittweida, heute Hochschule Mittweida, University of Applied Sciences, tätig.
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
1;Vorwort;10
2;Vorwort zur 22. Auflage;12
3;Benutzungshinweise;13
4;Inhaltsverzeichnis;16
5;G Größen und Einheiten;33
5.1;1 Physikalische Größen;33
5.1.1;1.1 Basisgrößenarten;33
5.1.2;1.2 Abgeleitete Größenarten;33
5.1.3;1.3 Formelzeichen;34
5.1.4;1.4 Dimension;35
5.1.5;1.5 Skalare Größen;35
5.1.6;1.6 Vektorielle Größen;36
5.1.7;1.7 Rechnen mit vektoriellen Größen;37
5.1.7.1;1.7.1 Summe vektorieller Größen;37
5.1.7.2;1.7.2 Differenz vektorieller Größen;37
5.1.7.3;1.7.3 Produkt einer vektoriellen mit einer skalaren Größe;38
5.1.7.4;1.7.4 Skalarprodukt zweier vektorieller Größen;38
5.1.7.5;1.7.5 Vektorprodukt zweier vektorieller Größen;39
5.1.7.6;1.7.6 Komponentendarstellung vektorieller Größen;40
5.2;2 Gleichungen physikalischer Größen;41
5.2.1;2.1 Größengleichungen;41
5.2.2;2.2 Zugeschnittene Größengleichungen;41
5.2.2.1;2.2.1 Tabellen;42
5.2.2.2;2.2.2 Koordinatenachsen;43
5.2.3;2.3 Zahlenwertgleichungen;43
5.3;3 Internationales Einheitensystem (SI);44
5.3.1;3.1 Basiseinheiten des SI;44
5.3.2;3.2 Abgeleitete SI-Einheiten;45
5.3.3;3.3 Dezimale Vielfache und Teile der SI-Einheiten;46
5.3.4;3.4 Einheiten außerhalb des SI (SI-fremde Einheiten);46
5.3.5;3.5 Gesetzliche Einheiten;47
5.3.6;3.6 Physikalische Größenarten und ihre Einheiten;47
6;M Mechanik;58
6.1;4 Basiseinheiten der Mechanik;58
6.1.1;4.1 Einheit der Länge;58
6.1.1.1;4.1.1 Fläche;59
6.1.1.2;4.1.2 Volumen;60
6.1.1.3;4.1.3 Winkel;60
6.1.2;4.2 Zeiteinheit;61
6.1.3;4.3 Masseneinheit;62
6.2;5 Statik des starren Körpers;63
6.2.1;5.1 Zusammensetzen von Kräften;63
6.2.1.1;5.1.1 Kräfte mit gleicher Wirkungslinie;63
6.2.1.2;5.1.2 Kräfte mit gleichem Angriffspunkt;64
6.2.1.3;5.1.3 Kräfte mit verschiedenen Angriffspunkten;65
6.2.1.4;5.1.4 Parallele Kräfte;65
6.2.2;5.2 Zerlegen von Kräften;66
6.2.3;5.3 Drehmoment;67
6.2.4;5.4 Gleichgewichtsbedingungen;68
6.2.5;5.5 Einfache Maschinen;69
6.2.5.1;5.5.1 Hebel;69
6.2.5.2;5.5.2 Feste Rolle;70
6.2.5.3;5.5.3 Lose Rolle;70
6.2.5.4;5.5.4 Flaschenzug;70
6.2.5.5;5.5.5 Differenzialflaschenzug;71
6.2.5.6;5.5.6 Geneigte Ebene;71
6.2.5.7;5.5.7 Keil;72
6.2.5.8;5.5.8 Schraube;72
6.2.6;5.6 Gleichgewicht;73
6.2.6.1;5.6.1 Schwerpunkt (Massenmittelpunkt);73
6.2.6.2;5.6.2 Gleichgewichtsarten;75
6.2.6.3;5.6.3 Standfestigkeit;75
6.3;6 Kinematik;76
6.3.1;6.1 Translation;76
6.3.1.1;6.1.1 Gleichförmige Translation;77
6.3.1.2;6.1.2 Gleichmäßig beschleunigte Translation;78
6.3.1.3;6.1.3 Ungleichmäßig beschleunigte Translation;82
6.3.2;6.2 Fall und Wurf;85
6.3.2.1;6.2.1 Freier Fall;85
6.3.2.2;6.2.2 Senkrechter Wurf;86
6.3.2.3;6.2.3 Zusammengesetzte Bewegung;87
6.3.2.4;6.2.4 Waagerechter Wurf;88
6.3.2.5;6.2.5 Schräger Wurf;90
6.3.3;6.3 Rotation;92
6.3.3.1;6.3.1 Gleichförmige Rotation;95
6.3.3.2;6.3.2 Gleichmäßig beschleunigte Rotation;95
6.3.3.3;6.3.3 Ungleichmäßig beschleunigte Rotation;99
6.3.3.4;6.3.4 Bewegung auf der Kreisbahn (Umfangsbewegung);102
6.3.3.5;6.3.5 Größen der Rotation als Vektoren;103
6.3.4;6.4 Krummlinige Bewegung;103
6.4;7 Dynamik;106
6.4.1;7.1 Kräfte bei der Translation;106
6.4.1.1;7.1.1 Masse und Kraft;106
6.4.1.2;7.1.2 Dichte;109
6.4.1.3;7.1.3 Federkraft;111
6.4.1.4;7.1.4 Reibungskraft;112
6.4.1.5;7.1.5 Trägheitskräfte bei der Translation;113
6.4.2;7.2 Arbeit, Energie und Leistung;114
6.4.2.1;7.2.1 Arbeit;114
6.4.2.2;7.2.2 Energie;119
6.4.2.3;7.2.3 Gesetz von der Erhaltung der Energie;121
6.4.2.4;7.2.4 Leistung;122
6.4.2.5;7.2.5 Wirkungsgrad;124
6.4.3;7.3 Impuls und Stoß;125
6.4.3.1;7.3.1 Impuls;125
6.4.3.2;7.3.2 Kraftstoß;125
6.4.3.3;7.3.3 Impulssatz;127
6.4.3.4;7.3.4 Elastischer Stoß;127
6.4.3.5;7.3.5 Unelastischer Stoß;129
6.4.3.6;7.3.6 Teilelastischer Stoß;130
6.4.4;7.4 Dynamik der Drehbewegung (Dynamik starrer Körper);132
6.4.4.1;7.4.1 Zentripetalkraft;132
6.4.4.2;7.4.2 Trägheitskräfte bei der Rotation;133
6.4.4.3;7.4.3 Dynamisches Grundgesetz der Rotation;134
6.4.4.4;7.4.4 Trägheitsmoment;136
6.4.4.5;7.4.5 Arbeit bei der Rotation;143
6.4.4.6;7.4.6 Leistung bei der Rotation;144
6.4.4.7;7.4.7 Rotationsenergie;145
6.4.4.8;7.4.8 Drehimpuls (Drall);146
6.4.5;7.5 Gravitation;148
6.4.5.1;7.5.1 Gravitationsgesetz;149
6.4.5.2;7.5.2 Fallbeschleunigung;150
6.4.5.3;7.5.3 Gravitationsfeld;151
6.4.5.4;7.5.4 Arbeit im Gravitationsfeld;152
6.4.5.5;7.5.5 Astronautische Geschwindigkeiten;152
6.4.5.6;7.5.6 Kepler'sche Gesetze;155
6.4.5.7;7.5.7 Daten des Sonnensystems;156
6.5;8 Ruhende Flüssigkeiten;158
6.5.1;8.1 Druck in Flüssigkeiten;159
6.5.1.1;8.1.1 Kolbendruck;159
6.5.1.2;8.1.2 Schweredruck;160
6.5.2;8.2 Kompressibilität;161
6.5.3;8.3 Auftrieb;161
6.5.3.1;8.3.1 Bestimmung der Dichte fester Körper;162
6.5.3.2;8.3.2 Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten;163
6.6;9 Ruhende Gase;164
6.6.1;9.1 Druck und Volumen eines Gases;164
6.6.1.1;9.1.1 Überdruck;165
6.6.1.2;9.1.2 Messung des Gasdrucks;165
6.6.2;9.2 Luftdruck;165
6.6.2.1;9.2.1 Luftdruckmessung;167
6.6.2.2;9.2.2 Wirkung des Luftdrucks;168
6.6.2.3;9.2.3 Auftrieb in Gasen;168
6.7;10 Strömungen;169
6.7.1;10.1 Reibungsfreie Strömung;169
6.7.1.1;10.1.1 Ausfluss aus Gefäßen;169
6.7.1.2;10.1.2 Durchfluss durch Röhren;170
6.7.1.3;10.1.3 Druck in Strömungen;171
6.7.1.4;10.1.4 Druckmessung in Strömungen;173
6.7.2;10.2 Laminare Strömung;175
6.7.2.1;10.2.1 Dynamische Viskosität (Zähigkeit);176
6.7.2.2;10.2.2 Laminare Strömung durch ein Rohr;177
6.7.2.3;10.2.3 Laminare Strömung um eine Kugel;180
6.7.3;10.3 Turbulente Strömung;181
6.7.3.1;10.3.1 Strömungswiderstand;181
6.7.3.2;10.3.2 Strömungsleistung;182
6.7.3.3;10.3.3 Reynolds'sches Ähnlichkeitsgesetz;182
6.8;11 Moleküle;184
6.8.1;11.1 Molekularkräfte;184
6.8.1.1;11.1.1 Kohäsion und Adhäsion;184
6.8.1.2;11.1.2 Oberflächenspannung;185
6.8.1.3;11.1.3 Kapillarität;187
6.8.2;11.2 Molekularbewegung;188
6.8.2.1;11.2.1 Diffusion;189
6.8.2.2;11.2.2 Osmose;189
6.8.3;11.3 Lösungen;189
6.8.3.1;11.3.1 Molekulardisperse Systeme (echte Lösungen);189
6.8.3.2;11.3.2 Kolloiddisperse Systeme (kolloide Lösungen);190
6.8.3.3;11.3.3 Korpuskulardisperse Systeme;190
6.9;12 Elastizität fester Körper;192
6.9.1;12.1 Dehnung;192
6.9.2;12.2 Kompression;195
6.9.3;12.3 Scherung;196
6.9.4;12.4 Torsion (Drillung);197
6.9.5;12.5 Härte;198
6.10;13 Mechanische harmonische Schwingungen;200
6.10.1;13.1 Ungedämpfte harmonische Schwingung;201
6.10.1.1;13.1.1 Phasenwinkel;201
6.10.1.2;13.1.2 Elongation;202
6.10.1.3;13.1.3 Geschwindigkeit;203
6.10.1.4;13.1.4 Beschleunigung;203
6.10.1.5;13.1.5 Rückstellkraft;204
6.10.2;13.2 Eigenfrequenz der ungedämpften harmonischen Schwingung;205
6.10.2.1;13.2.1 Schwingungsgleichung;205
6.10.2.2;13.2.2 Lineare Federschwingung;206
6.10.2.3;13.2.3 Drehschwingung;207
6.10.2.4;13.2.4 Pendelschwingungen;208
6.10.2.5;13.2.5 Flüssigkeitsschwingungen;211
6.10.2.6;13.2.6 Schwingungsenergie;211
6.10.3;13.3 Freie gedämpfte Schwingung;213
6.10.3.1;13.3.1 Schwingungsgleichung;214
6.10.3.2;13.3.2 Elongation;215
6.10.3.3;13.3.3 Eigenfrequenz;217
6.10.3.4;13.3.4 Aperiodische Bewegung;218
6.10.4;13.4 Erzwungene Schwingung;221
6.10.4.1;13.4.1 Schwingungsgleichung;221
6.10.4.2;13.4.2 Elongation;222
6.10.4.3;13.4.3 Resonanz;223
6.10.5;13.5 Überlagerung von Schwingungen;226
6.10.5.1;13.5.1 Schwingungen gleicher Richtung und Frequenz;226
6.10.5.2;13.5.2 Schwingungen gleicher Richtung und ungleicher Frequenz;228
6.10.5.3;13.5.3 Schwingungen ungleicher Richtung;230
6.10.6;13.6 Gekoppelte Schwingungen;234
6.11;14 Mechanische Wellen;237
6.11.1;14.1 Wellenausbreitung;237
6.11.1.1;14.1.1 Huygens'sches Prinzip;237
6.11.1.2;14.1.2 Wellenarten;237
6.11.2;14.2 Lineare Sinuswelle;239
6.11.2.1;14.2.1 Wellengleichung;239
6.11.2.2;14.2.2 Elongation;239
6.11.2.3;14.2.3 Phasengeschwindigkeit;240
6.11.2.4;14.2.4 Phasensprung;241
6.11.2.5;14.2.5 Stehende Wellen;241
6.11.3;14.3 Wellen in ausgedehnten Medien;243
6.11.3.1;14.3.1 Überlagerung;243
6.11.3.2;14.3.2 Reflexion;244
6.11.3.3;14.3.3 Brechung;244
6.11.3.4;14.3.4 Beugung;245
6.11.4;14.4 Größen des Wellenfeldes;246
6.11.4.1;14.4.1 Energiedichte;246
6.11.4.2;14.4.2 Energiestrom;246
6.11.4.3;14.4.3 Leistung;247
6.11.4.4;14.4.4 Intensität;247
6.11.4.5;14.4.5 Wellenwiderstand;248
7;W Wärmelehre;249
7.1;15 Temperatur;249
7.1.1;15.1 Temperaturmessung;250
7.1.1.1;15.1.1 Temperaturskalen;250
7.1.1.2;15.1.2 Thermometer;251
7.1.2;15.2 Ausdehnung fester Körper;252
7.1.2.1;15.2.1 Längenänderung;252
7.1.2.2;15.2.2 Flächenänderung;253
7.1.2.3;15.2.3 Volumenänderung;254
7.1.3;15.3 Ausdehnung von Flüssigkeiten;255
7.1.3.1;15.3.1 Volumenänderung;255
7.1.3.2;15.3.2 Dichteänderung;256
7.1.4;15.4 Ausdehnung der Gase;256
7.1.4.1;15.4.1 Volumenänderung;256
7.1.4.2;15.4.2 Druckänderung;258
7.1.5;15.5 Gasgesetze;260
7.1.5.1;15.5.1 Zustandsgleichung des idealen Gases;260
7.1.5.2;15.5.2 Gasdichte;261
7.1.5.3;15.5.3 Normvolumen;263
7.1.5.4;15.5.4 Gasgemische;263
7.1.5.5;15.5.5 Molare Größen;264
7.2;16 Wärmeenergie;267
7.2.1;16.1 Wärmemenge;267
7.2.1.1;16.1.1 Wärmeinhalt;268
7.2.1.2;16.1.2 Wärmekapazität;268
7.2.1.3;16.1.3 Wasserwert;269
7.2.2;16.2 Spezifische Wärmekapazität;270
7.2.3;16.3 Wärmemischung;272
7.2.4;16.4 Wärmequellen;273
7.2.4.1;16.4.1 Sonnenenergie;273
7.2.4.2;16.4.2 Verbrennungsenergie;274
7.2.4.3;16.4.3 Elektrische Energie;275
7.2.4.4;16.4.4 Mechanische Energie;275
7.3;17 Aggregatzustände;277
7.3.1;17.1 Schmelzen und Erstarren;277
7.3.1.1;17.1.1 Schmelzpunkt;278
7.3.1.2;17.1.2 Erstarrungspunkt von Lösungen;278
7.3.1.3;17.1.3 Volumenänderung;279
7.3.1.4;17.1.4 Schmelzwärme;279
7.3.1.5;17.1.5 Lösungswärme;280
7.3.2;17.2 Verdampfen und Kondensieren;280
7.3.2.1;17.2.1 Siedepunkt;281
7.3.2.2;17.2.2 Siedepunkt von Lösungen;281
7.3.2.3;17.2.3 Volumenänderung;281
7.3.2.4;17.2.4 Verdampfungswärme;282
7.3.2.5;17.2.5 Verdunsten;283
7.3.2.6;17.2.6 Sublimieren;283
7.3.3;17.3 Dämpfe;283
7.3.3.1;17.3.1 Gesättigter Dampf;283
7.3.3.2;17.3.2 Ungesättigter Dampf;284
7.3.3.3;17.3.3 Dampfbildung im gaserfüllten Raum;284
7.3.3.4;17.3.4 Tripelpunkt;285
7.3.3.5;17.3.5 Luftfeuchtigkeit;286
7.3.4;17.4 Reale Gase;288
7.3.4.1;17.4.1 Zustandsgleichung realer Gase;288
7.3.4.2;17.4.2 Kritische Temperatur;289
7.3.4.3;17.4.3 Verflüssigung der Gase;290
7.4;18 Zustandsänderung des idealen Gases;292
7.4.1;18.1 Erster Hauptsatz;292
7.4.1.1;18.1.1 Volumenänderungsarbeit;293
7.4.1.2;18.1.2 Innere Energie;294
7.4.1.3;18.1.3 Enthalpie;295
7.4.2;18.2 Isochore Zustandsänderung;295
7.4.3;18.3 Isobare Zustandsänderung;296
7.4.4;18.4 Isotherme Zustandsänderung;297
7.4.5;18.5 Isentrope Zustandsänderung;299
7.4.6;18.6 Polytrope Zustandsänderung;302
7.4.7;18.7 Kreisprozesse;306
7.4.7.1;18.7.1 Carnot'scher Kreisprozess;307
7.4.7.2;18.7.2 Thermischer Wirkungsgrad des Carnot-Prozesses;308
7.4.7.3;18.7.3 Thermische Maschinen;309
7.4.8;18.8 Zweiter Hauptsatz;311
7.4.8.1;18.8.1 Reversible und irreversible Prozesse;311
7.4.8.2;18.8.2 Entropie;312
7.5;19 Kinetische Wärmetheorie;317
7.5.1;19.1 Anzahl und Masse der Moleküle;317
7.5.1.1;19.1.1 Loschmidt-Konstante;317
7.5.1.2;19.1.2 Avogadro-Konstante;317
7.5.1.3;19.1.3 Boltzmann-Konstante;318
7.5.1.4;19.1.4 Masse eines Moleküls;318
7.5.2;19.2 Druck in einem Gas;318
7.5.3;19.3 Geschwindigkeit der Moleküle;320
7.5.3.1;19.3.1 Maxwell-Verteilung der Geschwindigkeit;320
7.5.3.2;19.3.2 Wahrscheinlichste Geschwindigkeit;321
7.5.3.3;19.3.3 Mittlere quadratische Geschwindigkeit;322
7.5.3.4;19.3.4 Mittelwert der Geschwindigkeit;322
7.5.4;19.4 Energie der Moleküle;323
7.5.4.1;19.4.1 Kinetische Energie eines Moleküls;323
7.5.4.2;19.4.2 Gleichverteilungssatz;324
7.5.4.3;19.4.3 Innere Energie und spezifische Wärmekapazität;324
7.5.5;19.5 Stoßzahl und freie Weglänge;326
7.5.5.1;19.5.1 Mittlere Stoßzahl;326
7.5.5.2;19.5.2 Mittlere freie Weglänge;327
7.6;20 Wärmetransport;329
7.6.1;20.1 Wärmeströmung (Konvektion);329
7.6.2;20.2 Wärmeleitung;329
7.6.3;20.3 Wärmeübergang;332
7.6.4;20.4 Wärmedurchgang;333
7.6.5;20.5 Temperaturstrahlung;336
7.6.5.1;20.5.1 Absorption;336
7.6.5.2;20.5.2 Emission;337
7.6.5.3;20.5.3 Strahlungsgesetz von Stefan und Boltzmann;338
7.6.5.4;20.5.4 Strahlungsgesetz von Planck;339
7.6.5.5;20.5.5 Verschiebungsgesetz von Wien;340
8;A Akustik;341
8.1;21 Schallerzeugung;341
8.1.1;21.1 Wesen des Schalls;341
8.1.2;21.2 Schallquellen;342
8.1.2.1;21.2.1 Schwingende Saiten;342
8.1.2.2;21.2.2 Schwingende Luftsäulen;343
8.1.3;21.3 Tonleiter;343
8.1.3.1;21.3.1 Harmonische (diatonische) Tonleiter;344
8.1.3.2;21.3.2 Chromatische Tonleiter;344
8.1.3.3;21.3.3 Gleichmäßig temperierte chromatische Tonleiter;345
8.1.3.4;21.3.4 Normstimmton;345
8.1.3.5;21.3.5 Intervalle;346
8.2;22 Schallausbreitung;348
8.2.1;22.1 Schallgeschwindigkeit;348
8.2.1.1;22.1.1 Schallgeschwindigkeit in Festkörpern;348
8.2.1.2;22.1.2 Schallgeschwindigkeit in Flüssigkeiten;348
8.2.1.3;22.1.3 Schallgeschwindigkeit in Gasen;349
8.2.1.4;22.1.4 Schallgeschwindigkeit in Luft;349
8.2.2;22.2 Doppler-Effekt;350
8.2.3;22.3 Überlagerung von Schallwellen;354
8.2.3.1;22.3.1 Auslöschung;354
8.2.3.2;22.3.2 Verstärkung;354
8.2.3.3;22.3.3 Schwebung;354
8.3;23 Schallmessung;356
8.3.1;23.1 Schallfeldgrößen;356
8.3.1.1;23.1.1 Schallschnelle;356
8.3.1.2;23.1.2 Schalldruck;357
8.3.1.3;23.1.3 Schallintensität;358
8.3.1.4;23.1.4 Schallpegel;359
8.3.1.5;23.1.5 Relativer Schallpegel;362
8.3.2;23.2 Hören;362
8.3.2.1;23.2.1 Hörfläche;362
8.3.2.2;23.2.2 Lautstärkepegel;363
8.3.2.3;23.2.3 Bewerteter Schallpegel;365
8.4;24 Ultraschall;366
8.4.1;24.1 Eigenschaften;366
8.4.1.1;24.1.1 Schallstärke;366
8.4.1.2;24.1.2 Ausbreitung;366
8.4.2;24.2 Erzeugung von Ultraschall;367
9;O Optik;368
9.1;25 Strahlenoptik;368
9.1.1;25.1 Lichtausbreitung;368
9.1.1.1;25.1.1 Geradlinigkeit der Ausbreitung;368
9.1.1.2;25.1.2 Lichtgeschwindigkeit;368
9.1.2;25.2 Reflexion;369
9.1.2.1;25.2.1 Reflexionsgesetz;369
9.1.2.2;25.2.2 Ebener Spiegel;370
9.1.2.3;25.2.3 Hohlspiegel (Konkavspiegel);370
9.1.2.4;25.2.4 Wölbspiegel (Konvexspiegel);372
9.1.3;25.3 Brechung;373
9.1.3.1;25.3.1 Brechungsgesetz;373
9.1.3.2;25.3.2 Totalreflexion;374
9.1.3.3;25.3.3 Planparallele Platte;375
9.1.3.4;25.3.4 Prisma;376
9.1.4;25.4 Linsen;377
9.1.4.1;25.4.1 Linsenarten;377
9.1.4.2;25.4.2 Bestimmung der Brennweite;379
9.1.4.3;25.4.3 Konstruktion des Linsenbildes;380
9.1.4.4;25.4.4 Abbildungsgesetze;381
9.1.4.5;25.4.5 Dicke Linsen;382
9.1.4.6;25.4.6 Abbildungsfehler;383
9.1.5;25.5 Optische Geräte;384
9.1.5.1;25.5.1 Projektor;384
9.1.5.2;25.5.2 Kamera (Fotoapparat);386
9.1.5.3;25.5.3 Auge;387
9.1.5.4;25.5.4 Lupe;389
9.1.5.5;25.5.5 Mikroskop;390
9.1.5.6;25.5.6 Fernrohre;391
9.1.6;25.6 Zerlegung des Lichts;393
9.1.6.1;25.6.1 Lichtquellen;393
9.1.6.2;25.6.2 Lichtzerlegung;394
9.1.6.3;25.6.3 Komplementärfarben;395
9.1.6.4;25.6.4 Farbmischung;395
9.1.6.5;25.6.5 Spektren;396
9.1.6.6;25.6.6 Dispersion;398
9.2;26 Wellenoptik;399
9.2.1;26.1 Interferenz;399
9.2.1.1;26.1.1 Farben dünner Schichten;399
9.2.1.2;26.1.2 Newton'sche Ringe;400
9.2.2;26.2 Beugung;401
9.2.2.1;26.2.1 Beugung am engen Spalt;402
9.2.2.2;26.2.2 Beugung am Doppelspalt;403
9.2.2.3;26.2.3 Beugungsgitter;403
9.2.2.4;26.2.4 Beugungsspektrum;404
9.2.2.5;26.2.5 Beugung an kreisförmiger Öffnung;404
9.2.2.6;26.2.6 Auflösungsvermögen optischer Geräte;405
9.2.3;26.3 Polarisation;406
9.2.3.1;26.3.1 Polarisation durch Reflexion;407
9.2.3.2;26.3.2 Polarisation durch Doppelbrechung;408
9.2.3.3;26.3.3 Spannungsdoppelbrechung;409
9.2.3.4;26.3.4 Kerr-Effekt;410
9.2.3.5;26.3.5 Optische Aktivität;410
9.2.3.6;26.3.6 Faraday-Effekt;411
9.3;27 Lichtstrahlung;412
9.3.1;27.1 Strahlungsphysikalische Größen;412
9.3.2;27.2 Lichttechnische Größen (Fotometrie);414
9.3.2.1;27.2.1 Spektraler Hellempfindlichkeitsgrad;414
9.3.2.2;27.2.2 Lichtstärke;415
9.3.2.3;27.2.3 Leuchtdichte;417
9.3.2.4;27.2.4 Lichtstrom;418
9.3.2.5;27.2.5 Spezifische Lichtausstrahlung;419
9.3.2.6;27.2.6 Lichtmenge;419
9.3.2.7;27.2.7 Beleuchtungsstärke;420
9.3.2.8;27.2.8 Belichtung;421
9.3.3;27.3 Fotometer;422
9.3.3.1;27.3.1 Messung der Lichtstärke;422
9.3.3.2;27.3.2 Messung des Gesamtlichtstroms;423
9.3.3.3;27.3.3 Messung der Beleuchtungsstärke;423
10;E Elektrik;424
10.1;28 Gleichstromkreis;424
10.1.1;28.1 Elektrischer Strom;424
10.1.1.1;28.1.1 Elektrische Stromstärke;424
10.1.1.2;28.1.2 Elektrische Ladung;424
10.1.2;28.2 Elektrische Spannung;425
10.1.2.1;28.2.1 Quellenspannung Uq (Urspannung);425
10.1.2.2;28.2.2 Spannungsabfall U;426
10.1.3;28.3 Elektrischer Widerstand;426
10.1.3.1;28.3.1 Spezifischer elektrischer Widerstand;428
10.1.3.2;28.3.2 Widerstand und Temperatur;428
10.1.4;28.4 Elektrischer Stromkreis;429
10.1.5;28.5 Stromverzweigung;432
10.1.6;28.6 Schaltung von Widerständen;432
10.1.6.1;28.6.1 Reihenschaltung;432
10.1.6.2;28.6.2 Parallelschaltung;433
10.1.6.3;28.6.3 Spannungsteiler;434
10.1.6.4;28.6.4 Wheatstone'sche Messbrücke;434
10.1.7;28.7 Messung von Stromstärke und Spannung;435
10.1.7.1;28.7.1 Strommesser;435
10.1.7.2;28.7.2 Spannungsmesser;436
10.1.8;28.8 Elektrische Arbeit und Leistung;437
10.1.8.1;28.8.1 Elektrische Arbeit;437
10.1.8.2;28.8.2 Elektrische Leistung;438
10.2;29 Elektrisches Feld;439
10.2.1;29.1 Elektrische Ladung;439
10.2.2;29.2 Elektrische Feldstärke;440
10.2.2.1;29.2.1 Elektrisches Potenzial;441
10.2.2.2;29.2.2 Elektrische Flussdichte;443
10.2.2.3;29.2.3 Dielektrikum;444
10.2.2.4;29.2.4 Feldstärke an Kugeloberflächen;445
10.2.3;29.3 Kapazität;446
10.2.3.1;29.3.1 Kondensator;447
10.2.3.2;29.3.2 Parallelschaltung von Kondensatoren;450
10.2.3.3;29.3.3 Reihenschaltung von Kondensatoren;450
10.2.4;29.4 Kraft und Energie im elektrischen Feld;451
10.2.4.1;29.4.1 Kraftwirkung im Feld;451
10.2.4.2;29.4.2 Energie des Feldes;452
10.2.4.3;29.4.3 Energiedichte;453
10.2.4.4;29.4.4 Auf- und Entladung eines Kondensators;453
10.3;30 Magnetisches Feld;456
10.3.1;30.1 Dauermagnetismus (permanenter Magnetismus);456
10.3.1.1;30.1.1 Stabmagnet;456
10.3.1.2;30.1.2 Magnetfeld der Erde;456
10.3.2;30.2 Elektromagnetismus;457
10.3.2.1;30.2.1 Magnetische Feldstärke;457
10.3.2.2;30.2.2 Durchflutungsgesetz;459
10.3.2.3;30.2.3 Magnetische Spannung;460
10.3.2.4;30.2.4 Magnetische Flussdichte;462
10.3.2.5;30.2.5 Magnetischer Fluss;463
10.3.2.6;30.2.6 Stoff im magnetischen Feld;464
10.3.2.7;30.2.7 Ferromagnetische Stoffe;466
10.3.3;30.3 Elektromagnetische Induktion;469
10.3.3.1;30.3.1 Induktionsgesetz;469
10.3.3.2;30.3.2 Induktion im bewegten Leiter;470
10.3.3.3;30.3.3 Selbstinduktion;471
10.3.3.4;30.3.4 Schaltung von Induktivitäten;473
10.3.3.5;30.3.5 Ein- und Ausschalten von Stromkreisen mit Induktivität;473
10.3.4;30.4 Kraft und Energie im magnetischen Feld;474
10.3.4.1;30.4.1 Kraftwirkungen im Feld;474
10.3.4.2;30.4.2 Energie des Feldes;480
10.3.4.3;30.4.3 Energiedichte;481
10.3.4.4;30.4.4 Elektrische und magnetische Feldgrößen;482
10.4;31 Elektrische Maschinen;483
10.4.1;31.1 Generatoren;483
10.4.1.1;31.1.1 Wechselstromgenerator;483
10.4.1.2;31.1.2 Gleichstromgenerator;485
10.4.1.3;31.1.3 Drehstromgenerator;486
10.4.2;31.2 Motoren;487
10.4.2.1;31.2.1 Wechselstrommotoren;488
10.4.2.2;31.2.2 Gleichstrommotoren;488
10.4.2.3;31.2.3 Drehstrommotoren;489
10.5;32 Wechselstromkreis;490
10.5.1;32.1 Effektivwerte von Strom und Spannung;490
10.5.2;32.2 Wechselstromwiderstand;491
10.5.2.1;32.2.1 Induktiver Widerstand;491
10.5.2.2;32.2.2 Kapazitiver Widerstand;493
10.5.2.3;32.2.3 Blindwiderstand;494
10.5.2.4;32.2.4 Scheinwiderstand;495
10.5.2.5;32.2.5 Phasenverschiebung;496
10.5.2.6;32.2.6 Resonanz;497
10.5.3;32.3 Wechselstromleistung;498
10.5.3.1;32.3.1 Wirkleistung;498
10.5.3.2;32.3.2 Blindleistung;499
10.5.3.3;32.3.3 Scheinleistung;500
10.5.4;32.4 Transformator;501
10.6;33 Elektrische Leitung;503
10.6.1;33.1 Stromleitung durch Festkörper;505
10.6.1.1;33.1.1 Energiebändermodell;505
10.6.1.2;33.1.2 Metallische Leiter;506
10.6.1.3;33.1.3 Thermoelektrizität;507
10.6.1.4;33.1.4 Halbleiter;509
10.6.1.5;33.1.5 Eigenleitung;509
10.6.1.6;33.1.6 n-Leitung;511
10.6.1.7;33.1.7 p-Leitung;512
10.6.1.8;33.1.8 pn-Übergang;512
10.6.1.9;33.1.9 Bipolarer Transistor;514
10.6.1.10;33.1.10 Unipolarer Transistor;517
10.6.2;33.2 Stromleitung in Flüssigkeiten;518
10.6.2.1;33.2.1 Elektrolyse;518
10.6.2.2;33.2.2 Galvanische Elemente;520
10.6.2.3;33.2.3 Akkumulatoren;520
10.6.3;33.3 Stromleitung in Gasen;522
10.6.3.1;33.3.1 Unselbstständige Entladung;522
10.6.3.2;33.3.2 Selbstständige Entladung;523
10.6.3.3;33.3.3 Glimmentladung;523
10.6.3.4;33.3.4 Kathodenstrahlen;524
10.6.3.5;33.3.5 Kanalstrahlen;525
10.6.3.6;33.3.6 Röntgenstrahlung;525
10.6.4;33.4 Stromleitung im Vakuum;525
10.6.4.1;33.4.1 Energie und Geschwindigkeit freier Elektronen;525
10.6.4.2;33.4.2 Elektronenbewegung im elektrischen Querfeld;528
10.6.4.3;33.4.3 Elektronenemission aus Metallen;529
10.6.4.4;33.4.4 Elektronenröhren;532
10.7;34 Elektrische Schwingungen und Wellen;535
10.7.1;34.1 Elektromagnetische Schwingungen;535
10.7.1.1;34.1.1 Schwingkreis;535
10.7.1.2;34.1.2 Ungedämpfte elektromagnetische Schwingung;535
10.7.1.3;34.1.3 Erzeugung ungedämpfter elektromagnetischer Schwingungen;537
10.7.1.4;34.1.4 Offener Schwingkreis;537
10.7.1.5;34.1.5 Gedämpfte elektromagnetische Schwingung;538
10.7.2;34.2 Elektromagnetische Wellen;539
10.7.2.1;34.2.1 Elektromagnetische Welle auf einer Leitung;539
10.7.2.2;34.2.2 Freie elektromagnetische Wellen;541
10.7.2.3;34.2.3 Spektrum elektromagnetischer Wellen;543
11;K Atom- und Kernphysik;545
11.1;35 Quanten;545
11.1.1;35.1 Energie-Masse-Relation;545
11.1.2;35.2 Photon;546
11.1.2.1;35.2.1 Masse des Photons;546
11.1.2.2;35.2.2 Impuls des Photons;546
11.1.2.3;35.2.3 Compton-Effekt;547
11.1.3;35.3 Materiewellen;549
11.1.4;35.4 Unschärferelation;551
11.2;36 Atome;553
11.2.1;36.1 Aufbau und Kennzeichnung;553
11.2.1.1;36.1.1 Isotope Nuklide;554
11.2.1.2;36.1.2 Isobare Nuklide;554
11.2.1.3;36.1.3 Isotone Nuklide;555
11.2.2;36.2 Masse;555
11.2.2.1;36.2.1 Atommasse;555
11.2.2.2;36.2.2 Anzahl der Atome;557
11.2.2.3;36.2.3 Massendefekt;557
11.2.3;36.3 Kernbindungsenergie;558
11.2.4;36.4 Größe;559
11.2.4.1;36.4.1 Elektronenradius;559
11.2.4.2;36.4.2 Kernradius;560
11.2.4.3;36.4.3 Atomradius;560
11.3;37 Atomhülle;561
11.3.1;37.1 Bohr'sche Postulate;561
11.3.1.1;37.1.1 1. Postulat;561
11.3.1.2;37.1.2 2. Postulat;562
11.3.2;37.2 Wasserstoffatom;562
11.3.2.1;37.2.1 Bahngeschwindigkeit;562
11.3.2.2;37.2.2 Umlauffrequenz;563
11.3.2.3;37.2.3 Bahnradius;564
11.3.2.4;37.2.4 Energieniveau;565
11.3.2.5;37.2.5 Frequenzen der Strahlung;567
11.3.2.6;37.2.6 Wasserstoffspektrum;568
11.3.3;37.3 Quantenzahlen;569
11.3.3.1;37.3.1 Hauptquantenzahl n;569
11.3.3.2;37.3.2 Nebenquantenzahl l (Drehimpulsquantenzahl);569
11.3.3.3;37.3.3 Magnetische Quantenzahl m;570
11.3.3.4;37.3.4 Spinquantenzahl s;571
11.3.3.5;37.3.5 Besetzung der Schalen;572
11.3.4;37.4 Strahlungsemission;573
11.3.4.1;37.4.1 Termschema;573
11.3.4.2;37.4.2 Anregung;573
11.3.4.3;37.4.3 Metastabile Zustände;574
11.3.4.4;37.4.4 Röntgenstrahlung;575
11.3.5;37.5 Wellenmechanisches Atommodell;576
11.4;38 Radioaktivität;578
11.4.1;38.1 Radioaktive Umwandlung (radioaktiver Zerfall);578
11.4.1.1;38.1.1 Stabilität des Kerns;578
11.4.1.2;38.1.2 -Zerfall;579
11.4.1.3;38.1.3 -Zerfall;579
11.4.1.4;38.1.4 +-Zerfall;580
11.4.1.5;38.1.5 -Emission;581
11.4.2;38.2 Statistik des Zerfalls;581
11.4.2.1;38.2.1 Zerfallskonstante;581
11.4.2.2;38.2.2 Zerfallsgesetz;581
11.4.2.3;38.2.3 Halbwertszeit;582
11.4.2.4;38.2.4 Aktivität;582
11.4.3;38.3 Zerfallsreihen;584
11.4.4;38.4 Schwächung der Kernstrahlung;585
11.4.4.1;38.4.1 -Strahlung;585
11.4.4.2;38.4.2 -Strahlung;587
11.4.4.3;38.4.3 -Strahlung;588
11.4.5;38.5 Dosimetrie;589
11.4.5.1;38.5.1 Energiedosis;589
11.4.5.2;38.5.2 Energiedosisleistung;589
11.4.5.3;38.5.3 Ionendosis;590
11.4.5.4;38.5.4 Äquivalentdosis;591
11.4.6;38.6 Strahlenschutz;592
11.4.7;38.7 Strahlennachweis;593
11.5;39 Künstliche Kernumwandlungen;594
11.5.1;39.1 Teilchenbeschleuniger;594
11.5.2;39.2 Kernreaktionen;594
11.5.3;39.3 Uranspaltung;595
11.5.3.1;39.3.1 Kettenreaktion;596
11.5.3.2;39.3.2 Energiebilanz;597
11.5.4;39.4 Kernfusion;597
11.5.5;39.5 Anwendung radioaktiver Nuklide;598
11.6;40 Elementarteilchen;599
11.6.1;40.1 Elementare Teilchen;600
11.6.1.1;40.1.1 Leptonen;600
11.6.1.2;40.1.2 Quarks;600
11.6.2;40.2 Zusammengesetzte Elementarteilchen (Hadronen);601
11.6.2.1;40.2.1 Mesonen;601
11.6.2.2;40.2.2 Baryonen;602
12;R Relativistische Mechanik;603
12.1;41 Relativistische Mechanik;603
12.1.1;41.1 Galilei-Transformation;603
12.1.1.1;41.1.1 Zeitkoordinaten;604
12.1.1.2;41.1.2 Ortskoordinaten;604
12.1.1.3;41.1.3 Geschwindigkeit;604
12.1.1.4;41.1.4 Beschleunigung;605
12.1.2;41.2 Lorentz-Transformation;605
12.1.2.1;41.2.1 Ortskoordinaten;606
12.1.2.2;41.2.2 Zeitkoordinaten;606
12.1.3;41.3 Relativistische Kinematik;606
12.1.3.1;41.3.1 Zeitdilatation;606
12.1.3.2;41.3.2 Längenkontraktion;607
12.1.3.3;41.3.3 Addition von Geschwindigkeiten;608
12.1.4;41.4 Relativistische Dynamik;609
12.1.4.1;41.4.1 Masse;609
12.1.4.2;41.4.2 Impuls;610
12.1.4.3;41.4.3 Kraft;611
12.1.4.4;41.4.4 Energie;611
13;F Fehlerrechnung;613
13.1;42 Fehlerrechnung bei physikalischen Messungen;613
13.1.1;42.1 Fehlerbegriff;613
13.1.2;42.2 Systematische Fehler;613
13.1.3;42.3 Zufällige Fehler;614
13.1.3.1;42.3.1 Mittelwert der Messreihe;614
13.1.3.2;42.3.2 Standardabweichung (mittlerer Fehler) der Einzelmessung;615
13.1.3.3;42.3.3 Standardabweichung (mittlerer Fehler) des Mittelwertes;616
13.1.4;42.4 Fehlerfortpflanzung;617
13.1.4.1;42.4.1 Mittelwert des Funktionswertes;617
13.1.4.2;42.4.2 Mittlerer Fehler des Funktionswertes;618
13.1.4.3;42.4.3 Größtfehler des Funktionswertes;619
13.1.4.4;42.4.4 Fehlerschätzung;620
13.1.5;42.5 Darstellung des Endergebnisses;620
14;T Tabellen;622
14.1;Tabelle 1a Dichte fester Stoffe;622
14.2;Tabelle 1b Dichte von Flüssigkeiten;624
14.3;Tabelle 1c Normdichte gasförmiger Stoffe;624
14.4;Tabelle 2 Reibungszahlen;625
14.5;Tabelle 3 Stoßzahl;627
14.6;Tabelle 4 Kompressibilität von Flüssigkeiten;627
14.7;Tabelle 5 Luftdruck in Abhängigkeit von der Höhe;628
14.8;Tabelle 6 Dynamische Viskosität und kinematische Viskosität;629
14.9;Tabelle 7 Widerstandsbeiwert;630
14.10;Tabelle 8 Oberflächenspannung;631
14.11;Tabelle 9 Elastizitätsmodul, Schubmodul, Kompressionsmodul;632
14.12;Tabelle 10 Längenausdehnungskoeffizient fester Stoffe;633
14.13;Tabelle 11 Volumenausdehnungskoeffizient von Flüssigkeiten;635
14.14;Tabelle 12 Volumenausdehnungskoeffizient gasförmiger Stoffe;635
14.15;Tabelle 13 Luftdichte in Abhängigkeit von Druck und Temperatur;636
14.16;Tabelle 14 Spezielle Gaskonstante;636
14.17;Tabelle 15 Dichte des Wassers in Abhängigkeit von der Temperatur;637
14.18;Tabelle 16 Spezifische Wärmekapazität fester Stoffe;637
14.19;Tabelle 17 Spezifische Wärmekapazität von Flüssigkeiten;639
14.20;Tabelle 18 Spezifische Wärmekapazität von Gasen;640
14.21;Tabelle 19 Spezifischer Heizwert fester Brennstoffe;641
14.22;Tabelle 20 Spezifischer Heizwert flüssiger Brennstoffe;641
14.23;Tabelle 21 Spezifischer Heizwert gasförmiger Brennstoffe;641
14.24;Tabelle 22 Schmelztemperatur und spezifische Schmelzwärme;642
14.25;Tabelle 23 Siedetemperatur und spezifische Verdampfungswärme;645
14.26;Tabelle 24 Siedetemperatur des Wassers in Abhängigkeit vom Druck;648
14.27;Tabelle 25 Siedetemperatur des Wassers in Abhängigkeit vom Luftdruck;648
14.28;Tabelle 26 Sättigungsdruck;649
14.29;Tabelle 27 Sättigungsdruck und Sättigungsmenge für Wasserdampf;649
14.30;Tabelle 28 Kryoskopische und ebullioskopische Konstante;650
14.31;Tabelle 29 Van-der-Waals-Konstanten;650
14.32;Tabelle 30 Kritische Temperatur und kritischer Druck;651
14.33;Tabelle 31 Wärmeleitfähigkeit;652
14.34;Tabelle 32 Wärmeübergangskoeffizient;654
14.35;Tabelle 33 Wärmedurchgangskoeffizient;655
14.36;Tabelle 34 Emissionsgrad;656
14.37;Tabelle 35 Schallgeschwindigkeit;658
14.38;Tabelle 36 Schalldämmmaß;658
14.39;Tabelle 37 Lautstärkepegel;660
14.40;Tabelle 38 Lichtgeschwindigkeit;660
14.41;Tabelle 39 Brechzahl;661
14.42;Tabelle 40 Grenzwinkel;662
14.43;Tabelle 41 Polarisationswinkel;662
14.44;Tabelle 42 Wellenlängen wichtiger Spektrallinien;663
14.45;Tabelle 43 Hauptdispersion und Abbe'sche Zahl;663
14.46;Tabelle 44 Gesamtlichtstrom und Lichtausbeute;664
14.47;Tabelle 45 Spezifischer elektrischer Widerstand;666
14.48;Tabelle 46 Temperaturkoeffizient;667
14.49;Tabelle 47 Permittivitätszahl;668
14.50;Tabelle 48 Permeabilitätszahl;669
14.51;Tabelle 49 Curie-Temperatur ferromagnetischer Stoffe;671
14.52;Tabelle 50 Beweglichkeit von Ladungsträgern;672
14.53;Tabelle 51 Sprungtemperatur bei Supraleitern;673
14.54;Tabelle 52 Elektrochemisches Äquivalent;674
14.55;Tabelle 53 Elektrochemische Spannungsreihe;674
14.56;Tabelle 54 Ablösearbeit;675
14.57;Tabelle 55 Elektronenanordnung bei den Elementen;676
14.58;Tabelle 56 Chemische Elemente und ihre Isotope;679
14.59;Tabelle 57 Halbwertszeit und Zerfallsenergie radioaktiver Isotope;694
14.60;Tabelle 58 Schwächungskoeffizient für Gamma-Strahlung;696
14.61;Tabelle 59 Schwächungskoeffizient für Gamma-Strahlung des Co-60;697
14.62;Tabelle 60 Halbwertsschichtdicke für Gamma-Strahlung;697
14.63;Tabelle 61 Maximale Reichweite und Halbwertsschichtdicke für Beta-Strahlung in Aluminium;697
14.64;Tabelle 62 Dosisleistungskonstante;698
14.65;Tabelle 63 Griechische Buchstaben;698
15;S Sachwortverzeichnis;699
