Physik für Chemiker II: Elektrizität, Magnetismus, Optik, Quanten- und Atomphysik (German Edition)

About this book Das Arbeitsbuch führt durch das erfolgreiche Lehrbuch der Physik von Tipler et al. und ist explizit für das Selbststudium konzipiert. About the author Dr. Olaf Fritsche, Mühlhausen Vorwort Inhaltsverzeichnis I Elektrizität 1 Das elektrische Feld 1.1 Elektrische Ladung tritt in elementaren Paketen auf 1.2 In Leitern können Ladungen wandern 1.3 Ladungen ziehen an und stoßen ab 1.4 Elektrische Felder entspringen elektrischen Ladungen 1.5 Feldlinien zeigen den Verlauf und die Stärke eines Feldes an 1.6 Elektrische Felder bewegen oder drehen Ladungsträger 1.7 Viele Ladungen auf großen Körpern ergeben eine Ladungsdichte 1.8 Jedes Ladungselement trägt zum elektrischen Feld bei 1.9 Feldlinien durch Flächen als Maßstab für Ladungen und Felder 1.10 Hohle Leiter schirmen elektrische Felder ab 2 Das elektrische Potenzial 2.1 Potenzial und Ladung bestimmen die Energie in einem elektrischen Feld 2.2 Elektrische Potenziale berechnen 2.3 Ein Feld aus dem Potenzial berechnen 2.4 Starke Felder kommen auch durch Isolierungen 3 Die Kapazität 3.1 Kondensatoren speichern elektrische Ladungen 3.2 Im Feld des Kondensators schlummert die gespeicherte Energie 3.3 Kondensatorschaltungen für mehr und weniger Kapazität 3.4 Abschirmende Isolatoren erhöhen die Kapazität 4 Elektrischer Strom – Gleichstromkreise 4.1 Elektrischer Strom sind fließende Ladungsträger 4.2 Medien leisten Widerstand gegen den Stromfluss 4.3 Elektrische Energie wird zu Wärme 4.4 Reihenschaltungen erhöhen den Widerstand, Parallelschaltungen senken ihn 4.5 Regeln für kompliziertere Schaltungen 4.6 Kondensatoren entladen und beladen Zusammenfassung II Magnetismus 5 Das Magnetfeld 5.1 Magnetfelder lenken Ladungen senkrecht zur Bewegungsrichtung ab 5.2 Magneten und Leiterschleifen werden im Magnetfeld gedreht 5.3 Das Magnetfeld etabliert in stromdurchflossenen Leitern eine Querspannung 6 Quellen des Magnetfelds 6.1 Bewegte elektrische Ladungen sind die Quelle von Magnetfeldern 6.2 Stromdurchflossene Leiter umgeben sich mit Magnetfeldern 6.3 Es gibt keine magnetischen Monopole 6.4 Für hochsymmetrische Geometrien gibt es einen zweiten Rechenweg 6.5 Der Magnetismus steckt in den Atomen 7 Die magnetische Induktion 7.1 Je mehr Feldlinien, desto größer der magnetische Fluss 7.2 Ändert sich der Fluss, entsteht eine Spannung 7.3 Die Induktionsspannung bremst ihre eigene Ursache 7.4 Bewegte Leiter im Magnetfeld generieren Spannung 7.5 Wirbelströme heizen dicke Leiter auf 7.6 Spulen speichern magnetische Energie 8 Wechselstromkreise 8.1 Bei Wechselspannung schwanken Spannung, Strom und Leistung gemeinsam 8.2 Spulen und Kondensatoren wirken als Widerstände 8.3 Wechselstrom lässt sich leichter als Gleichstrom umwandeln 9 Die Maxwell'schen Gleichungen – Elektromagnetische Wellen 9.1 Auch verschobene elektrische Felder gelten als Strom 9.2 Alles in vier Gleichungen 9.3 Elektrische und magnetische Felder bewegen sich als kombinierte Wellen durch den Raum 9.4 Eigenschaften elektromagnetischer Wellen Zusammenfassung III Optik 10 Eigenschaften des Lichts 10.1 Licht ist immer gleich schnell 10.2 Ungestörtes Licht breitet sich geradlinig aus 10.3 Materie hält Licht auf 10.4 Licht wird an Grenzflächen reflektiert 10.5 Licht wird beim Übergang in ein neues Medium gebrochen 10.6 Licht kann polarisiert werden 10.7 Das Miteinander vieler Atome verwischt ihre scharfen Spektrallinien 11 Geometrische Optik 11.1 Ebene Spiegel lenken Licht nur um 11.2 Konkave Spiegel fokussieren und können vergrößern 11.3 Konvexe Spiegel verkleinern 11.4 Auch Lichtbrechung erzeugt Bilder 11.5 Die Krümmung macht die Linse 11.6 Die Bildgebung mit Linsen 11.7 Grenzen der Perfektion 11.8 Sehen mit dem Auge und Hilfsmitteln 12 Interferenz und Beugung 12.1 Reflexion kann Wellen aus dem Gleichschritt bringen 12.2 Geteiltes Licht erzeugt bei Überlagerung ein Helldunkel-Muster 12.3 Doppelspalte rufen Interferenzstreifen hervor 12.4 Gitter zerlegen Licht in seine Spektralfarben 12.5 Durch Beugung gelangt Licht auch in verbotene Schattenzonen 12.6 Beugung lässt getrennte Punkte optisch verschmelzen IV Quanten- und Atomphysik 13 Einführung in die Quantenphysik 13.1 Licht hat manchmal auch Teilchencharakter 13.2 Materie kann wie eine Welle sein 13.3 Weder ganz Teilchen noch ganz Welle 13.4 Die Schrödinger-Gleichung beschreibt wellige Materie 13.5 Teilchen haben keinen festen Ort 13.6 Simple Modelle für Elektronen und Atome 13.7 Teilchen können durch Wände tunneln 14 Atome 14.1 Atome funktionieren nicht nach klassischen Regeln 14.2 Bohr schafft Postulate ohne Begründung 14.3 Die Schrödinger-Gleichung liefert Räume mit drei Quantenzahlen 14.4 Die Hauptquantenzahl bestimmt die Energieniveaus des Wasserstoffs 14.5 Orbitale schaffen Aufenthaltsräume für Elektronen 14.6 Elektronen haben einen Spin 14.7 Näherungen für Atome mit mehr als zwei Elektronen 14.8 Atome absorbieren und emittieren Photonen 14.9 Bei optischen Spektren kommt es auf die Elektronenspins an 14.10 Röntgenspektren haben charakteristische Spitzen 14.11 In Lasern synchronisiert Licht die Quantensprünge 15 Moleküle 15.1 In Molekülen werfen Atome ihre Orbitale zusammen 15.2 Rotationen und Schwingungen verändern Spektren 16 Kernphysik und Radioaktivität 16.1 Auch Atomkerne haben Energieniveaus 16.2 Radioaktiver Zerfall ist eine Suche nach Stabilität 16.3 Radioaktivität messen Zusammenfassung Serviceteil Glossar Antworten A.1 Elektrizität A.2 Magnetismus A.3 Optik A.4 Quanten- und Atomphysik Literatur Stichwortverzeichnis