Wolfgang Demtroder – Experimentalphysik (Немецкий язык)

Автор: Wolfgang Demtroder
Название книги: Experimentalphysik
Формат: PDF
Тема: Экспериментальная физика
Страницы: 480
Качество: Изначально компьютерное, E-book

Dieses vierbändige Lehrbuch der Experimentalphysik, dessen erster Band hiermit vorgestellt wird,
ist gedacht zur Begleitung und Vertiefung der Vorlesungen zur Einführung in die Physik, wie sie an
den meisten deutschen Universitäten bis zum Vordiplom gehalten werden. Das Buch ist durch eine
gründliche Überarbeitung und Erweiterung von Vorlesungsskripten des Autors entstanden, die über
viele Jahre hinweg von den Studenten in Kaiserslautern benutzt wurden.
Dieses Lehrbuch soll deutlich machen, dass physikalische Erkenntnisgewinnung auf der Entwicklung
und Beschreibung von Modellen der Natur beruht, deren experimentelle Prüfung und sukzessive
Verfeinerung zu einem immer detaillierteren Verständnis der uns umgebenden Welt und der in ihr
ablaufenden Vorgänge führt.
Deshalb beginnt die Darstellung – nach einem einführenden Kapitel, in dem die historische Entwicklung
der Physik und ihre Bedeutung für andere Bereiche von Wissenschaft, Kultur und Technik kurz
gestreift werden und die Rolle der Messung für ein quantitatives Verständnis der Natur illustriert wird
– mit dem einfachsten Modell des Massenpunktes zur Beschreibung der Bewegung von Körpern unter
dem Einfluss von Kräften. Nach einer Diskussion der Darstellung von Vorgängen in bewegten Bezugssystemen
und der grundlegenden Ideen der speziellen Relativitätstheorie werden dann im 4. Kapitel
Systeme von Massenpunkten und Stöße zwischen zwei Teilchen behandelt.
Räumliche Ausdehnung von Körpern und unterschiedliche Eigenschaften der Aggregatzustände fest,
flüssig und gasförmig werden dann in den Kap. 5–7 berücksichtigt. Strömungen von Flüssigkeiten und
Gasen und die zu ihrer Beschreibung verwendeten Modelle bilden den Inhalt des 8. Kapitels, während
Kap. 9 das technologisch wichtige Gebiet der Vakuumphysik kurz darstellt.
Zu den wichtigsten dynamischen Vorgängen in der Natur gehören Schwingungen und Wellenphänomene,
die relativ ausführlich in Kap. 101 behandelt werden. Wärmelehre und Thermodynamik werden
hier in nur einem Kapitel relativ knapp dargestellt, weil noch etwas Raum bleiben sollte für das neue
und rasch expandierende Gebiet der Physik nichtlinearer Phänomene, das viele überraschende und
faszinierende Einsichten in die reale Natur bietet. Im Sinne der verfeinerten Approximation von Modellen
stellt die nichtlineare Dynamik einen großen Schritt in der genauen, wenn auch meistens nur
numerisch möglichen Beschreibung realer Naturvorgänge dar.
Die in diesem Lehrbuch behandelten grundlegenden Begriffe und ihre Anwendung auf die Lösung von
Problemen werden an vielen Beispielen illustriert, und Übungsaufgaben am Ende jedes Kapitels bieten
dem Leser die Möglichkeit, sein Verständnis des Stoffes selbst zu prüfen. Dazu kann er seine eigene
Lösung mit den im Anhang angegebenen Lösungen vergleichen. Dort sind auch einige Grundbegriffe
der Vektorrechnung, der komplexen Zahlen und der Beschreibung von physikalischen Vorgängen in
problemangepassten Koordinatensystemen dargestellt, um den Zugang zur mathematischen Beschreibung
in diesem Lehrbuch zu erleichtern.
Jedes Lehrbuch lebt von der kritischen Mitarbeit der Leser. Der Autor freut sichdeshalb über Verbesserungsvorschläge
und Hinweise auf mögliche Fehler.
Zum Schluss möchte ich allen herzlich danken, die bei der Herstellung dieses Buches geholfen haben.
Insbesondere sind hier Herr Dr. Kölsch und Frau Kaiser vom Springer-Verlag zu nennen, die mit
viel Geduld und großem Engagement den Autor während der Herstellungsphase unterstützt haben.
Frau Wollscheid hat viele der Abbildungen gezeichnet. Frau Weyland und Frau Heider haben Teile des Manuskripts geschrieben, Ihnen sei dafür ganz herzlich gedankt. Ich danke Herrn Imsieke, der das
gesamte Manuskript gelesen und durch Hinweise auf Unklarheiten viel zur Verbesserung der Darstellung
beigetragen hat. Besonderer Dank gebührt meiner lieben Frau, die viel Verständnis gehabt hat
für die zahlreichen Arbeitswochenenden, welche für dieses Buch gebraucht wurden und die mir durch
ihre Hilfe die Zeit zum Schreiben ermöglicht hat.
Ich hoffe, dass dieses Buch nicht nur für Physikstudenten, sondern auch für Studenten anderer Fachrichtungen,
die Einführungsvorlesungen in Physik hören, von Nutzen ist. Wenn es die Begeisterung
des Autors für unser schönes Fach auf möglichst viele Studenten übertragen kann, hat es seinen Zweck
erfüllt.