Physik für Alle

Martin Pohl ist Professor für Theoretische Astroteilchenphysik an der Universität Potsdam und Leitender Wissenschaftler am Deutschen Elektronensynchrotron (DESY). Nach Abschluss seines Studiums an der Universität Bonn war er nach Forschungstätigkeiten an verschiedenen Instituten im In- undAusland Professor an der Iowa State University, bis er seine jetzige Stelle antrat. Er war über neun Jahre als GLAST Interdisciplinary Scientist für die NASA tätig und wurde jüngst zum Fellow der American Physical Society ernannt. Neben Fachvorlesungen in der Physik versucht er, die Prinzipien der Naturwissenschaften und der Physik in einer fachübergreifenden Physikausbildung zu vermitteln.

• Vorwort XI Abkürzungen XIII1 Aufgabe und historische Entwicklung der Physik 11.1 Physik, Philosophie und Religion 11.2 Messung und Vorhersage 31.3 Wahrheit 61.4 Grundlegende Methodik der Physik 92 Koordinaten, Geschwindigkeit und Beschleunigung 112.1 Koordinaten 112.2 Bewegungsgesetze 142.3 Galileis Fallexperimente 152.4 Messunsicherheit 172.5 Wissen testen 213 Erhaltungssätze, Masse und Impuls 233.1 Galileis Prinzipien 233.2 Masse und Impuls 273.3 Newton’sche Bewegungsgesetze 283.4 Relativität und Erhaltungssätze 313.5 Schwerpunkt und Relativbewegung 323.6 Wissen testen 344 Das Gravitationsgesetz und der Aufbau des Sonnensystems 354.1 Das Sonnensystem 354.2 Von Brahe zu Kepler 404.3 Isaac Newton und das Gravitationsgesetz 434.4 Anwendung des Gravitationsgesetzes 454.5 Drehimpuls 484.6 Wissen testen 505 Arbeit, Energie und Leistung 515.1 Induktive Logik und Bias 515.2 Arbeit, Energie und Leistung 535.3 Abhängigkeit vom Bezugssystem 575.4 Potenzielle Energie und Energieerhaltung 585.5 Wärme und Bindungsenergie 615.6 Energie und Impuls 655.7 Wissen testen 676 Elektrizität und Magnetismus 696.1 Ladung und elektrische Kraft 696.2 Van-der-Waals’sche Kräfte 736.3 Elektrischer Strom und Magnetismus 766.4 Wie wird Kraft übertragen? 796.5 Elektrische Energie und Spannung 836.6 Induktion und Radiowellen 846.7 Wissen testen 867 Die Magie großer Zahlen: Flüssigkeiten und Gase 877.1 Statistik 877.2 Kinetische Gastheorie 897.3 Wärme und Druck 927.4 Strömungslehre 957.5 Determinismus und Chaos 997.6 Wissen testen 1028 Wellen 1038.1 Oszillationen 1038.2 Störungen in kontinuierlichenMedien 1078.3 Wellenüberlagerung 1098.3.1 Stehende Wellen 1098.3.2 Wellenpakete 1108.3.3 Interferenz und Beugung 1118.4 Wissen testen 1179 Der Weg zur speziellen Relativitätstheorie 1199.1 Wellenausbreitung im Medium 1199.2 Dopplereffekt 1239.3 Die Lichtgeschwindigkeit 1269.4 Das Michelson-Morley-Experiment 1299.5 Die Grundprinzipien der speziellen Relativität 1319.6 Wissen testen 13210 Einsteins spezielle Relativitätstheorie 13310.1 Albert Einstein 13310.2 Die Lorentz-Transformation 13510.3 Geschwindigkeit und Ausbreitungsrichtung 14010.4 Lichtlaufzeit 14210.5 Impuls und Energie 14510.6 Wissen testen 14911 Die allgemeine Relativitätstheorie 15111.1 Das Äquivalenzprinzip 15111.2 Rotverschiebung und Lichtablenkung 15611.3 Schwarze Löcher 16011.4 Kosmologie 16211.5 Wissen testen 16712 Atome und ihr Aufbau 16912.1 Die Atomhypothese 16912.2 Das Elektron 17112.3 Radioaktivität 17512.4 Die Struktur der Atome 18012.5 Wissen testen 18313 Auf dem Weg zur Quantenphysik 18513.1 Atomspektren 18513.2 Schwarzkörperstrahlung 18913.3 Die Bestätigung der Quantenhypothese 19213.3.1 Der Fotoeffekt 19213.3.2 Der Comptoneffekt 19313.4 Welle-Teilchen-Dualismus 19513.5 Das Bohr’sche Atommodell 19613.6 Wissen testen 19914 Quantenmechanik 20114.1 De Broglies Teilchenwellen 20114.1.1 Elektronenstreuung 20514.2 Teilchenoptik 20614.2.1 Tunneleffekt 21014.3 Spin und Quantenstatistik 21214.4 Wissen testen 21515 Wahrscheinlichkeit und Unschärfe 21715.1 Die Wellenfunktion 21715.1.1 Streuung 21915.1.2 Wahrscheinlichkeitsinterpretation 22115.2 Die Unschärferelation 22215.3 Interpretation 22615.4 Verschränkte Teilchen 22715.5 Wissen testen 22916 Vom Standardmodell zu heutigen Entwicklungen der Physik 23116.1 Antiteilchen 23116.2 Quantisierung von Feldern 23316.3 Virtuelle Teilchen 23416.4 Struktur des Atomkerns 23716.5 Schwache Wechselwirkung 24016.6 Das Standardmodell und weitergehende Fragen 24216.7 Wissen testen 24417 Ausklang 245Richtig gelöst 247Literaturnachweis 263Stichwortverzeichnis 265

"In verständlicher Form wird die Physik in der Folge ihrer historischen Entwicklung beschrieben. Zur Information über interessante physikalische Aspekte eignet es sich sehr gut."Materials and Corrosion (2015/66/Nr.3)