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Physik
Für Wissenschaftler und Ingenieure
Zweite deutsche Auflage
herausgegeben von Dietrich Pelte
Dietrich Pelte (Hrsg.), Paul A. Tipler, Gene Mosca
Spektrum Akademischer Verlag
EAN: 9783827411648 (ISBN: 3-8274-1164-5)
1388 Seiten, hardcover, 22 x 29cm, Oktober, 2004, 2. Auflage, 270 s/w Abb., 625 farb. Abb., 426 2-farbig
EUR 65,00 alle Angaben ohne Gewähr
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Umschlagtext
Bravo! Einfach ein Meisterwerk in jedem Sinne.
Macwelt
Tipler's Physik ist eine solide Referenz - für den Physiklehrer ebenso wie für interessierte Schüler in der Sekundarstufe II und den Physikstudenten des Grundstudiums... insgesamt überaus gelungen.
NiU-Physik
Wer das liest, muss eigentlich vom Gebiet der Physik restlos begeistert werden.
Laser und Optoelektronik
Tiplers Physik ist ein ausgezeichnetes, zeitgemäßes, trotz seiner über 1500 Seiten kurzweiliges Lehrbuch der Physik. Studierende und Liebhaber der Physik werden ihre Freude daran haben.
Physikalische Blätter
Der Stoffumfang [des 'Halliday'] ist dabei nahezu deckungsgleich mit Tiplers Einführungskurs Physics, der ebenfalls in deutscher Sprache verfügbar ist, wobei ich weniger eine Konkurrenz als eine gegenseitige Ergänzung in diesen beiden Büchern sehe.
Physik Journal
Verständlich, einprägsam, lebendig - dies ist Tiplers Einführung in die Experimentalphysik. Klar und eingängig entwickelt Tipler die physikalische Begriffs- und Formelwelt. Der flüssig geschriebene Text wird dabei instruktiv von liebevoll gestalteter Farbgrafik illustriert. Studienanfänger - egal, ob sie Physik im Haupt- oder Nebenfach studieren - finden hier Schritt für Schritt den Einstieg in die Physik. Beispielaufgaben zum Nachvollziehen und zur Übung vermitteln die notwendige Sicherheit für anstehende Klausuren und Prüfungen.
Der neue Tipler/Mosca deckt wieder die Experimentalphysik in ihrer gesamten Breite ab: Mechanik;
Schwingungen und Wellen; Thermodynamik; Elektrizität und Magnetismus; Optik; Relativitätstheorie;
Quantenmechanik und ihre Anwendungen von der Teilchen- bis zur Astrophysik. Neu ist
- das bunter gewordene Layout,
- die überarbeitete Didaktik der Beispiele und Aufgaben,
- die mathematische Handschrift der deutschen Ausgabe.
Alle Übungsaufgaben sind im Arbeitsbuch zu diesem Lehrbuch ausführlich besprochen und durchgerechnet. Informationen rund ums Buch - einschließlich aktueller Druckfehlerlisten - finden sich auf der Website www.elsevier.de/tiplermosca/.
Rezension
Mit der zweiten deutschen Auflage von Tiplers "Physik" (Übersetzung der 5. amerikanischen Auflage) wurde eines der besten Physikbücher um einiges besser! Das rund 1400 Seiten starke "Monsterbuch" deckt alle Bereiche der Physik ab. Es besticht durch seine sehr verständliche und didaktisch gut aufgebaute Darbietung der physikalischen Inhalte, unterstützt durch ein hervorragendes Layout. Auch an Schnellleser, die sich einen Überblick verschaffen wollen, wurde gedacht: So können fakultative Abschnitte übersprungen werden, ohne später Verständnisprobleme zu bekommen. Durchgängig wird der Bezug zu Alltag und Technik gezogen. Das macht dieses Buch alles andere als trocken. In die ausführlich ausgearbeiteten Beispiele wurde sehr viel Aufwand gesteckt. Sie sind gut strukturiert (in Aufgabe, Problembeschreibung, Lösung aufgespalten in Teilaufgaben, Kommentar und weiterführende Übung), sehr übersichtlich aufbereitet (zweispaltig, farbig und eingerahmte Lösungen) und lassen sich leicht nachvollziehen. Es gibt drei Arten von Beispielen, die farblich unterschieden werden und verschiedene Ziele verfolgen. Geht es bei den "normalen" Beispielen um die Anwendung der Grundgleichungen und Grundbegriffe, so stellen die anderen den Alltagsbezug her oder regen zum aktiven Lösen an - physikalische Denkweisen und das Problemlösen werden hierbei geschult. Am Kapitelanfang sind die Hauptabschnittsüberschriften zusammengestellt, so dass man einen Überblick über das Kapitel erhält. Der Einleitungstext zeigt die wichtigsten Konzepte und Lernziele des Kapitels auf. Am Kapitelende erfolgt eine sehr übersichtliche Zusammenfassung, bei der alle wichtigen Themen mit den zugehörigen wichtigen Gleichungen und Anmerkungen zusammengestellt sind. Diese Zusammenfassung eignet sich hervorragend zum einfachen Nachschlagen. Anschließend folgen zahlreiche, gut ausgewählte Aufgaben in drei Schwierigkeitsstufen. Das neue Layout ist sehr ansprechend und übersichtlich. Es wird viel mit Farbe gearbeitet. In dem Werk finden sich zahlreiche neue farbige Abbildungen und Farbfotos. Ein echter Blickfang sind dabei die 3D-Abbildungen. Das lange Warten auf die zweite deutsche Auflage hat sich wirklich gelohnt.
Ferrao, lehrerbibliothek.de
Verlagsinfo
Verständlich, einprägsam, lebendig - dies ist Tiplers Einführung in die Experimentalphysik. Klar und eingängig entwickelt Tipler die physikalische Begriffs- und Formelwelt. Der flüssig geschriebene Text wird dabei instruktiv und von liebevoll gestalteter Farbgrafik illustriert. Studienanfänger - egal, ob sie Physik im Haupt- oder Nebenfach studieren - finden hier Schritt für Schritt den Einstieg in die Physik. Durchgerechnete Beispielaufgaben vermitteln die notwendige Sicherheit für anstehende Klausuren und Prüfungen. Wie spannend Physik und ihre Anwendungen sein können, zeigen Essays über aktuelle Forschungsthemen. Wer dieses attraktive Buch aufschlägt, wird es so schnell nicht wieder aus der Hand legen:
- anschauliche Grafik und viele Fotos - das erste durchgehend vierfarbige Experimentalpysik-Lehrbuch in deutscher Sprache
- verständliche Aufbereitung des Prüfungsstoffes
- ausgearbeitete Beispielaufgaben, vom Text deutlich abgesetzt
- zu jedem Kapitel eine Zusammenfassung mit den wichtigsten Gesetzen und Formeln
- zahlreiche Übungsaufgaben sowie Tabellen mit physikalischen Daten
- aktuelle Themen aus Forschung und Anwendung
Das Lehrbuch überdeckt die Experimentalphysik in ihrer gesamten Breite: Mechanik; Schwingungen und Wellen; Thermodynamik; Elektrizität und Magnetismus; Optik; Relativitätstheorie; Quantenmechanik und ihre Anwendungen von der Teilchen- bis zur Festkörperphysik; Astrophysik.
Inhaltsverzeichnis
Teil I: Mechanik
Kapitel 1: Einheitensysteme
1.1 Physikalische Größen und Maßeinheiten
1.2 Dimensionen physikalischer Größen
1.3 Die Exponentialschreibweise
1.4 Signifikante Stellen und Größenordnungen
Kapitel 2: Eindimensionale Bewegung
2.1 Verschiebung, Geschwindigkeit und Tempo
2.2 Beschleunigung
2.3 Gleichförmig beschleunigte Bewegung
3.4 Erster Spezialfall: Der schräge Wurf
2.4 Integration
Kapitel 3: Bewegung in zwei und drei Dimensionen
3.1 Der Verschiebungsvektor
3.2 Allgemeine Eigenschaften von Vektoren
3.3 Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung
3.4 Erster Spezialfall: Der schräge Wurf
3.5 Zweiter Spezialfall: Die Kreisbewegung
Kapitel 4: Die Newton'schen Axiome
4.1 Das erste Newtonsche Axiom: Das Trägheitsgesetz
4.2 Kraft, Masse und das zweite Newtonsche Axiom
4.3 Die Gewichtskraft
4.4 Die Naturkräfte
4.5 Kräftediagramme und ihre Anwendung
4.6 Das dritte Newtonsche Axiom
4.7 Aufgabenstellungen mit zwei und mehr Körpern
Kapitel 5: Anwendungen der Newtonschen Axiome
5.1 Reibung
5.2 Krummlinige Bewegung
5.3 Widerstandskräfte
5.4 Numerische Integration: Das Euler-Verfahren
Kapitel 6: Arbeit und Energie
6.1 Arbeit und kinetische Energie
6.2 Das Skalarprodukt
6.3 Arbeit und Energie in drei Dimensionen
6.4 Potenzielle Energie
Kapitel 7: Energieerhaltung
7.1 Die Erhaltung der mechanischen Energie
7.2 Der Energieerhaltungssatz
7.3 Masse und Energie
7.4 Quantisierung der Energie
Kapitel 8: Teilchensysteme und die lineare Impulserhaltung
8.1 Der Massenmittelpunkt
8.2 Bestimmung des Massenmittelpunkts durch Integration
8.3 Bewegung des Massenmittelpunkts
8.4 Impulserhaltung
8.5 Kinetische Energie eines Systems von Teilchen
8.6 Stöße
8.7 Der Massenmittelpunkt als Bezugssystem
8.8 Systeme mit veränderlicher Masse: Strahlantrieb
Kapitel 9: Drehbewegungen
9.1 Kinematik der Drehbewegung: Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung
9.2 Die kinetische Energie der Drehbewegung
9.3 Berechnung von Trägheitsmomenten
9.4 Das zweite Newtonsche Axiom für Drehbewegungen
9.5 Anwendungen des zweiten Newton’schen Axioms
9.6 Rollende Körper
Kapitel 10: Die Drehimpulserhaltung
10.1 Die Vektornatur der Rotation
10.2 Drehmoment und Drehimpuls
10.3 Die Drehimpulserhaltung
10.4 Die Quantisierung des Drehimpulses - Gravitation - Statisches Gleichgewicht - Flüssigkeiten/Fluide
Kapitel 11: Gravitation
11.1 Die Keplerschen Gesetze
11.2 Das Newton’sche Gravitationsgesetz
11.3 Die potentielle Energie der Gravitation
11.4 Das Gravitationsfeld
11.5 Berechnung des Gravitationsfelds einer Kugelschale durch Integration
Kapitel 12: Statisches Gleichgewicht und Elastizität
12.1 Gleichgewichtsbedingungen
12.2 Der Schwerpunkt
12.3 Beispiele statischen Gleichgewichts
12.4 Kräftepaare
12.5 Statisches Gleichgewicht in beschleunigten Bezugssysteme
12.6 Stabilität des Gleichgewichts
12.7 Unbestimmbare Probleme
12.8 Spannung und Dehnung
Kapitel 13: Fluide - Flüssigkeiten und Gase
13.1 Dichte
13.2 Druck in einem Fluid
13.3 Auftrieb und das Archimedische Prinzip
13.4 Fluide in Bewegung
Teil II: Schwingungen und Wellen Wellenausbreitung - Überlagerung von Wellen
Kapitel 14: Schwingungen
14.1 Einfache harmonische Schwingungen
14.2 Schwingungsenergie
14.3 Schwingende Systeme
14.4 gedämpfte Schwingungen
14.5 Erzwungene Schwingungen und Resonanz
Kapitel 15: Wellenausbreitung
15.1 Einfache Wellenbewegungen
15.2 Periodische Wellen
15.3 Wellen in drei Dimensionen
15.4 Wellenausbreitung bei Hindernissen
15.5 Der Doppler-Effekt
Kapitel 16: Wellenüberlagerung und stehende Wellen
16.1 Superposition von Wellen
16.2 Stehende Wellen
16.3 Superposition von stehenden Wellen
16.4 Harmonische Analyse und Synthese
16.5 Wellenpakete und Dispersion
Teil III: Thermodynamik
Kapitel 17: Temperatur und kinetische Gastheorie
17.1 Thermisches Gleichgewicht und Temperatur
17.2 Celsius- und Fahrenheit-Skala
17.3 Gasthermometer und die absolute Temperatur
17.4 Die Zustandsgleichung für das ideale Gas
17.5 Die kinetische Gastheorie
Kapitel 18: Wärme und der Erste Hauptsatz der Thermodynamik
18.1 Wärmekapazität und spezifische Wärmekapazität
18.2 Phasenübergänge und latente Wärme
18.3 Joules Experiment und der Erste Hauptsatz der Thermodynamik
18.4 Die innere Energie eines idealen Gases
18.5 Volumenarbeit und das P-V-Diagramm eines Gases
18.6 Wärmekapazitäten von Gasen
18.7 Wärmekapazitäten von Festkörpern
18.8 Das Versagen des Gleichverteilungssatzes
18.9 Die reversible adiabatische Kompression eines Gases
Kapitel 19: Der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik
19.1 Wärmekraftmaschinen und der Zweite Hauptsatz
19.2 Kältemaschinen und der Zweite Hauptsatz
19.3 Die Gleichwertigkeit der Formulierungen des Zweiten Hauptsatzes
19.4 Der Carnot’sche Kreisprozess
19.5 Wärmepumpen
19.6 Irreversibilität und Unordnung
19.7 Entropie
19.8 Entropie und die Verfügbarkeit der Energie
19.9 Entropie und Wahrscheinlichkeit
19.10 Der Dritte Hauptsatz
Kapitel 20: Thermische Eigenschaften und Vorgänge
20.1 Thermische Ausdehnung
20.2 Die Van-derWaals-Gleichung und Flüssigkeits-Dampf-Isothermen
20.3 Phasendiagramme
20.4 Wärmeübertragung
Teil IV: Elektrostatik
Kapitel 21: Das elektrische Feld I: Diskrete Ladungsverteilungen
21.1 Elektrische Ladung
21.2 Leiter und Nichtleiter
21.3 Coulomb’sches Gesetz
21.4 Das elektrische Feld
21.5 Elektrische Feldlinien
21.6 Bewegung von Punktladungen in elektrischen Feldern
21.7 Elektrische Dipole in elektrischen Feldern
Kapitel 22: Das elektrische Feld II: Kontinuierliche Ladungsverteilung
22.1 Berechnung von E mit dem Coulomb’schen Gesetz
22.2 Gauß’sches Gesetz
22.3 Berechnung von E mit dem Gauß’schen Gesetz
22.4 Diskontinuität von En
22.5 Ladung und Feld auf Leiteroberflächen
22.6 Ableitung des Gauß’schen Gesetzes aus dem Coulomb’schen Gesetz
Kapitel 23: Das elektrische Potenzial
23.1 Potenzialunterschiede
23.2 Das Potenzial bei einem System diskreter Ladungen
23.3 Elektrisches Feld und Potenzial
23.4 Das elektrische Feld kontinuierlicher Ladungsverteilungen
23.5 Äquipotenzialflächen
Kapitel 24: Elektrische Energie und Kapazität
24.1 Elektrostatische potenzielle Energie
24.2 Kapazität
24.3 Speicherung elektrischer Energie
24.4 Kapazitäten, Batterien und Stromkreise
24.5 Dielektrika
24.6 Die molekulare Struktur der Dielektrika
Kapitel 25: Elektrischer Strom und Stromkreis
25.1 Strom und Ladungsbewegung
25.2 Widerstand und Ohm’sches Gesetz
25.3 Energie in elektrischen Stromkreisen
25.4 Kombinierte Widerstände
24.5 Die Kirchhoff’schen Gesetze
25.6 Schwingkreise
Kapitel 26: Das Magnetfeld
26.1 Die magnetische Kraft
26.2 Die Bewegung einer Punktladung in einem Magnetfeld
26.3 Das auf Leiterschleifen und Magnete ausgeübte Drehmoment
26.4 Der Hall-Effekt
Kapitel 27: Quellen des Magnetfelds
27.1 Das Magnetfeld bewegter Punktladungen
27.2 Das Magnetfeld von Strömen: Das Biot-Savart’sche Gesetz
27.3 Der Gauß’sche Satz für Magnetfelder
27.4 Das Ampére’sche Gesetz
27.5 Magnetismus in Materie
Kapitel 28: Die magnetische Induktion
28.1 Der magnetische Fluss
28.2 Induktionsspannung und Faraday’sches Gesetz
28.3 Die Lenz’sche Regel
28.4 Induktionsspannung durch Bewegung
28.5 Wirbelströme
28.6 Induktivität
28.7 Die Energie des Magnetfelds
28.8 R L-Stromkreise
28.9 Magnetische Eigenschaften von Supraleitern
Kapitel 29: Wechselfelder
29.1 Wechselstromgeneratoren
29.2 Wechselspannung an einem Ohm’schen Widerstand
29.3 Wechselstromkreise
29.4 Zeigerdiagramme
29.5 LC- und RLC-Stromkreise ohne Wechselspannungsquelle
29.6 Erzwungene Schwingungen in RLC-Stromkreisen
29.7 Der Transformator
Kapitel 30: Die Maxwell'schen Gleichungen - elektromagnetische Wellen
30.1 Der Maxwell’sche Verschiebungsstrom
30.2 Die Maxwell’schen Gleichungen
30.3 Elektromagnetische Wellen
30.4 Die Wellengleichung für elektromagnetische Wellen
Teil V: Licht
Kapitel 31: Eigenschaften des Lichts
31.1 Welle-Teilchen-Dualismus
31.2 Lichtspektren
31.3 Lichtquellen
31.4 Die Lichtgeschwindigkeit
31.5 Die Ausbreitung des Lichts
31.6 Reflexion und Brechung
31.7 Polarisation
31.8 Ableitung des Reflexions- und des Brechungsgesetzes
Kapitel 32: Optische Abbildungen
32.1 Spiegel
32.2 Linsen
32.3 Abbildungsfehler
32.4 Optische Instrumente
Kapitel 33: Interferenz und Beugung
33.1 Phasendifferenz und Kohärenz
33.2 Interferenz an dünnen Schichten
33.3 Interferenzmuster beim Doppelspalt
33.4 Beugungsmuster beim Einzelspalt
33.5 Vektoraddition harmonischer Wellen
33.6 Fraunhofer’sche und Fresnel’sche Beugung
33.7 Beugung und Auflösung
33.8 Beugungsgitter
Teil VI: Moderne Physik: Quantenmechanik, Relativitätstheorie und die Struktur der Materie
Kapitel 34: Welle-Teilchen-Dualismus und Quantenphysik
34.1 Licht
34.2 Die Teilchennatur des Lichts: Photonen
34.3 Energiequantisierung in Atomen
34.4 Elektronen und Materiewellen
34.5 Die Interpretation der Wellenfunktion
34.6 Der Welle-Teilchen-Dualismus
34.7 Ein Teilchen im Kasten
34.8 Erwartungswerte
34.9 Energiequantisierung in anderen Systemen
Kapitel 35: Anwendungen der Schrödinger-Gleichung
35.1 Die Schrödinger-Gleichung
35.2 Ein Teilchen im Kasten mit endlich hohem Potenzial
35.3 Der harmonische Oszillator
35.4 Reflexion und Transmission von Elektronenwellen an Potenzialbarrieren
35.5 Die Schrödinger-Gleichung in drei Dimensionen
35.6 Die Schrödinger-Gleichung für zwei identische Teilchen
Kapitel 36: Atome
36.1 Das Atom und die Atomspektren
36.2 Das Bohr’sche Modell des Wasserstoffatoms
36.3 Quantentheorie der Atome
36.4 Quantentheorie des Wasserstoffatoms
36.5 Spin-Bahn-Kopplung und Feinstruktur
36.6 Das Periodensystem der Elemente
36.7 Spektren im sichtbaren und im Röntgenbereich
Kapitel 37: Moleküle
37.1 Die chemische Bindung
37.2 Mehratomige Moleküle
37.3 Energieniveaus und Spektren zweiatomiger Moleküle
Kapitel 38: Festkörper
38.1 Die Struktur von Festkörpern
38.2 Eine mikroskopische Betrachtung der elektrischen Leitfähigkeit
38.3 Das Fermi-Elektronengas
38.4 Die Quantentheorie der elektrischen Leitfähigkeit
38.5 Das Bändermodell der Festkörper
38.6 Halbleiter
38.7 Halbleiterübergangsschichten und Bauelemente
38.8 Supraleitung
38.9 Die Fermi-Dirac-Verteilung
Kapitel 39: Relativitätstheorie
39.1 Das Newton’sche Relativitätsprinzip
39.2 Die Einstein’schen Postulate
39.3 Die Lorentz-Transformation
39.4 Uhrensynchronisation und Gleichzeitigkeit
39.5 Die Geschwindigkeitstransformation
39.6 Der relativistische Impuls
39.7 Die relativistische Energie
39.8 Die allgemeine Relativitätstheorie
Kapitel 40: Kernphysik
40.1 Eigenschaften der Kerne
40.2 Radioaktivität
40.3 Kernreaktionen
40.4 Kernspaltung und Kernfusion
Kapitel 41: Elementarteilchen und die Entstehung des Universums
41.1 Hadronen und Leptonen
41.2 Spin und Antiteilchen
41.3 Erhaltungssätze
41.4 Quarks
41.5 Feldquanten
41.6 Die Theorie der elektroschwachen Wechselwirkung
41.7 Das Standardmodell
41.8 Die Entwicklung des Universums
Anhang
Abbildungsnachweis
Index
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