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Physik in den Ingenieur- und Naturwissenschaften, Band 2

eBook - Elektrizität, Optik und Wellen

Erschienen am 28.09.2022, 4. Auflage 2022
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Bibliografische Daten
ISBN/EAN: 9783527829620
Sprache: Deutsch
Umfang: 496 S., 27.13 MB
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Format: PDF
DRM: Adobe DRM

Beschreibung

Anschaulichkeit vor Formalismus - die unvergleichlich verständliche Einführung in die Elektrostatik und -dynamik und Optik für Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften in neuer Auflage!

Elektrotechnik, Maschinenbau, Chemie, Geophysik, Biologie: eine Einführung in die Physik gehört für alle Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften unumgänglich zum Studium dazu, sei es im Rahmen der Physikvorlesungen für Hauptfachstudierende oder in Form auf spezifische Studiengänge zugeschnittener Veranstaltungen.

Die vierte Auflage des Lehrbuchklassikers von Friedhelm Kuypers gibt in gewohnt anschaulicher Weise eine Einführung in die Elektrostatik und -dynamik und die Optik, wobei die physikalischen Grundlagen stets mit der Darstellung von Anwendungen aus dem Alltag flankiert werden. Jeder Abschnitt wurde vollständig überarbeitet, um noch besser auf immer wieder vorkommende Probleme der Studierenden einzugehen. Im Aufgaben- und Lösungsteil werden die mittleren und schweren Aufgaben nun mit einer anschaulichen Vorstellung der behandelten Physik eingeleitet, bevor die eigentlichen Rechnungen beginnen.

Autorenportrait

Friedhelm Kuypers unterrichtet seit 1986 Physik und Technische Mechanik für Ingenieure und Naturwissenschaftler an der Hochschule Regensburg. In seinen Vorlesungen legt er großen Wert auf Veranschaulichungen und hebt Anwendungen physikalischer Gesetze in Technik und Alltag hervor. Er ist ebenfalls Autor des Lehrbuchklassikers "Klassische Mechanik" und eines Quantenmechanik-Lehrbuchs.

Inhalt

C Elektrizität

17 Elektrostatische Felder 1

17.1 Elektrische Ladung 1

17.2 Die Coulombkraft 2

17.3 Das elektrische Feld 4

17.4 Gaußscher Satz 10

17.5 Kopierer und Laserdrucker * 19

17.6 Noch einmal in Kürze 22

17.7 Aufgaben 24

18 Potential und Spannung 26

18.1 Elektrostatische Arbeit 26

18.2 Potential und Spannung 27

18.3 Influenz 33

18.4 Noch einmal in Kürze 34

18.5 Aufgaben 35

19 Kondensatoren 39

19.1 Kapazität der Plattenkondensatoren 39

19.2 Energiedichte elektrischer Felder 42

19.3 Dielektrika 45

19.4 Piezoelektrizität 50

19.5 Noch einmal in Kürze 52

19.6 Aufgaben 53

20 Elektrischer Strom 57

20.1 Der elektrische Strom 57

20.2 Ohmsches Gesetz 58

20.3 Elektrische Leistung 63

20.4 RC-Gleichstromkreise 65

20.5 Noch einmal in Kürze 72

20.6 Aufgaben 73

21 Magnetfelder 77

21.1 Einführung 77

21.2 Das Biot-Savartsche Gesetz 79

21.3 Das Durchflutungsgesetz 86

21.4 Lorentzkraft 89

21.5 Drehmoment auf Leiterschleifen 95

21.6 Der Halleffekt 98

21.7 Supraleiter * 100

21.8 Noch einmal in Kürze 103

21.9 Aufgaben 105

22 Induktion 109

22.1 Das Faradaysche Induktionsgesetz 109

22.2 Lenzsche Regel 114

22.3 Wirbelströme 116

22.4 Induktivität 118

22.5 RL-Gleichstromkreise 122

22.6 Energiedichte magnetischer Felder 126

22.7 Noch einmal in Kürze 127

22.8 Aufgaben 129

23 Magnetismus in Materie 134

23.1 Magnetisierung 134

23.2 Diamagnetismus * 137

23.3 Paramagnetismus * 138

23.4 Ferromagnetismus 139

23.5 Magnetspeicher * 144

23.6 Abschirmung von Feldern * 145

23.7 Noch einmal in Kürze 146

23.8 Aufgaben 148

24 Wechselstromkreise 150

24.1 Wechselspannung an ohmschen Widerständen 150

24.2 Wechselspannung an Spulen 151

24.3 Wechselspannung an Kondensatoren 153

24.4 Reelle Berechnungen * 154

24.5 Komplexe Zahlen * 156

24.6 Komplexe Widerstände 158

24.7 Leistung in Wechselstromkreisen 166

24.8 Transformator 169

24.9 Drehstrom * 171

24.10 Schutzeinrichtungen * 177

24.11 Noch einmal in Kürze 179

24.12 Aufgaben 181

D Optik

25 Reflexion 186

25.1 Einführung 186

25.2 Reflexionsgesetz 186

25.3 Sphärische Spiegel 189

25.4 Noch einmal in Kürze 196

25.5 Aufgaben 198

26 Brechung 201

26.1 Brechungsgesetz 201

26.2 Totalreflexion und Lichtleiter 205

26.3 Dispersion 208

26.4 Dünne Linsen 211

26.5 Abbildungsfehler 220

26.6 Noch einmal in Kürze 221

26.7 Aufgaben 223

27 Optische Geräte 228

27.1 Das Auge 228

27.2 Die Lupe 231

27.3 Das Mikroskop 233

27.4 Das Fernrohr 235

27.5 Noch einmal in Kürze 238

27.6 Aufgaben 239

E Wellen

28 Einführung 241

28.1 Wellenfunktionen 242

28.2 Intensität harmonischer Wellen 253

28.3 Noch einmal in Kürze 255

28.4 Aufgaben 256

29 Stehende Wellen 258

29.1 Einleitung 258

29.2 Interferenz bei gleicher Ausbreitungsrichtung 258

29.3 Stehende Wellen 259

29.4 Schwingungen idealer Saiten 262

29.5 Noch einmal in Kürze 266

29.6 Aufgaben 266

30 Interferenz 269

30.1 Zweistrahlinterferenz 270

30.2 Vielstrahlinterferenz 276

30.3 Interferenz von Lichtwellen 279

30.4 Optische Weglänge * 285

30.5 Interferenz an dünnen Schichten 289

30.6 CD- und DVD-Spieler * 294

30.7 Laser * 296

30.8 Noch einmal in Kürze 301

30.9 Aufgaben 304

31 Beugung 311

31.1 Huygenssches Prinzip 311

31.2 Beugung am Einzelspalt 312

31.3 Beugung und Interferenz an Mehrfachspalten 318

31.4 Beugung an Lochblende 320

31.5 Noch einmal in Kürze 326

31.6 Aufgaben 327

32 Polarisation 329

32.1 Polarisator und Analysator 329

32.2 Polarisationsverfahren für Licht 332

32.3 Optische Aktivität und LCD-Bildschirme * 335

32.4 Noch einmal in Kürze 337

32.5 Aufgaben 338

33 Akustik 341

33.1 Schallpegel und Lautstärke 341

33.2 Nachhall 348

33.3 Schallschutz 350

33.4 Doppler-Effekt 355

33.5 Noch einmal in Kürze 358

33.6 Aufgaben 360

Lösungen

Lösungen: 17 Elektrostatische Felder 363

Lösungen: 18 Potential und Spannung 367

Lösungen: 19 Kondensatoren 373

Lösungen: 20 Elektrischer Strom 379

Lösungen: 21 Magnetfelder 388

Lösungen: 22 Induktion 393

Lösungen: 23 Magnetismus in Materie 403

Lösungen: 24 Wechselstromkreise 405

Lösungen: 25 Reflexion 415

Lösungen: 26 Brechung 423

Lösungen: 27 Optische Geräte 432

Lösungen: 28 Einführung 435

Lösungen: 29 Stehende Wellen 437

Lösungen: 30 Interferenz 442

Lösungen: 31 Beugung 453

Lösungen: 32 Polarisation 456

Lösungen: 33 Akustik 458

Stichwortverzeichnis 465

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