Grundkurs Theoretische Physik - neues Buch

EAN (ISBN-13): 9783663012245
Erscheinungsjahr: 2013
Herausgeber: Vieweg+Teubner Verlag

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ISBN/EAN: 9783663012245

ISBN - alternative Schreibweisen:
978-3-663-01224-5
Alternative Schreibweisen und verwandte Suchbegriffe:
Autor des Buches: albrecht lindner
Titel des Buches: grundkurs theoretische physik

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Daten vom Verlag:

Autor/in: Albrecht Lindner
Titel: Grundkurs Theoretische Physik
Verlag: Vieweg+Teubner Verlag; Vieweg & Teubner
610 Seiten
Erscheinungsjahr: 2013-03-09
Wiesbaden; DE
Sprache: Deutsch
39,99 € (DE)
39,99 € (AT)
50,00 CHF (CH)
Available
610 S. 2 Abb.

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1 Grundbedingungen der Erfahrung.- 1.1 Vektorrechnung.- 1.1.1 Raum und Zeit.- 1.1.2 Vektoralgebra.- 1.1.3 Bahnkurven.- 1.1.4 Vektorfelder.- 1.1.5 Gradient.- 1.1.6 Divergenz (Quelldichte).- 1.1.7 Rotation (Wirbeldichte).- 1.1.8 Umformung von Produkten, Laplace-Operator.- 1.1.9 Integralsätze für Vektorausdrücke.- 1.1.10 Deltafunktion.- 1.1.11 Fouriertransformation.- 1.1.12 Berechnung eines Vektorfeldes aus seinen Quellen und Wirbeln.- 1.1.13 Unstetigkeitsflächen von Vektorfeldern.- 1.2 Koordinaten.- 1.2.1 Orthogonale Transformationen und Eulerwinkel.- 1.2.2 Allgemeine Koordinaten und ihre Grundvektoren.- 1.2.3 Koordinatentransformationen.- 1.2.4 Begriff des Tensors.- 1.2.5 Gradient, Divergenz und Rotation in allgemeinen Koordinaten.- 1.2.6 Tensorerweiterung, Christoffel-Symbole.- 1.2.7 Umformung partieller Differentialquotienten.- 1.3 Physikalische Größen und ihre Fehlergrenzen.- 1.3.1 Einleitung.- 1.3.2 Mittelwert und mittlerer Fehler.- 1.3.3 Fehlerverteilung.- 1.3.4 Fehlerfortpflanzung.- 1.3.5 Endliche Meßreihen und ihre mittleren Fehler.- 1.3.6 Ausgleichsrechnung.- 1.3.7 Methode der kleinsten Quadrate.- 2 Mechanik.- 2.1 Grundbegriffe.- 2.1.1 Kraft und Gegenkraft.- 2.1.2 Arbeit und potentielle Energie.- 2.1.3 Zwangskräfte, virtuelle Verrückung und Prinzip der virtuellen Arbeit.- 2.1.4 Allgemeine Koordinaten und Kräfte.- 2.1.5 Lagrange-Parameter und Lagrangesche Gleichungen erster Art.- 2.1.6 Kepler-Problem.- 2.1.7 Zusammenfassung: Grundbegriffe.- 2.2 Newtonsche Mechanik.- 2.2.1 Kräftefreie Bewegung.- 2.2.2 Schwerpunktssatz.- 2.2.3 Stoßgesetze.- 2.2.4 Newtonsches Bewegungsgesetz.- 2.2.5 Erhaltungsgrößen und Mittelwerte über die Zeit.- 2.2.6 Planetenbewegung als Zweikörperproblem, Schwerkraft.- 2.2.7 Schwerebeschleunigung.- 2.2.8 Fallgesetze (auch bei Luftwiderstand).- 2.2.9 Der starre Körper.- 2.2.10 Trägheitstensor.- 2.2.11 Hauptachsentransformation.- 2.2.12 Beschleunigte Bezugssysteme, Scheinkräfte.- 2.2.13 Zusammenfassung: Newtonsche Mechanik.- 2.3 Lagrangesche Mechanik.- 2.3.1 D’Alembertsches Prinzip.- 2.3.2 Nebenbedingungen.- 2.3.3 Lagrangesche Gleichungen (zweiter Art).- 2.3.4 Geschwindigkeitsabhängige Kräfte und Reibung.- 2.3.5 Erhaltungsgrößen, kanonischer und mechanischer Impuls.- 2.3.6 Physikalisches Pendel.- 2.3.7 Gedämpfte Schwingung.- 2.3.8 Erzwungene Schwingung.- 2.3.9 Gekoppelte Schwingungen, Normalkoordinaten.- 2.3.10 Zeitabhängiger Schwinger, parametrische Resonanz.- 2.3.11 Zusammenfassung: Lagrangesche Mechanik.- 2.4 Hamiltonsche Mechanik.- 2.4.1 Hamiltonfunktion und Hamiltonsche Gleichungen.- 2.4.2 Poissonklammern.- 2.4.3 Kanonische Transformationen.- 2.4.4 Infinitesimale kanonische Transformationen, Liouville-Gleichung.- 2.4.5 Erzeugende Funktionen.- 2.4.6 Transformationen auf bewegte Bezugssysteme, Störungsrechnung.- 2.4.7 Hamilton-Jacobische Theorie.- 2.4.8 Integralprinzipien.- 2.4.9 Bewegung in einem Zentralfeld.- 2.4.10 Schwerer symmetrischer Kreisel und räumliches Pendel.- 2.4.11 Kanonische Transformation des zeitabhängigen Schwingers.- 2.4.12 Zusammenfassung: Hamiltonsche Mechanik.- 3 Elektrodynamik.- 3.1 Elektrostatik.- 3.1.1 Überblick Elektrodynamik.- 3.1.2 Coulombsches Gesetz — Fern- oder Nahwirkung?.- 3.1.3 Elektrostatisches Potential.- 3.1.4 Dipole.- 3.1.5 Polarisation und elektrische Flußdichte.- 3.1.6 Feldgleichungen der Elektrostatik.- 3.1.7 Rechenprobleme der Elektrostatik.- 3.1.8 Die Energie des elektrostatischen Feldes.- 3.1.9 Der Maxwellsche Spannungstensor in der Elektrostatik.- 3.1.10 Zusammenfassung: Elektrostatik.- 3.2 Stationäre Ströme, Magnetostatik.- 3.2.1 Elektrischer Strom.- 3.2.2 Ohmsches Gesetz.- 3.2.3 Kräfte zwischen Strömen.- 3.2.4 Flußdichte B? des Magnetfeldes.- 3.2.5 Magnetische Momente.- 3.2.6 Vektorpotential.- 3.2.7 Beschränkung auf makroskopisch meßbare Größen beim Magnetismus.- 3.2.8 Magnetische Wechselwirkung.- 3.2.9 Induktivität.- 3.2.10 Zusammenfassung: Stationäre Ströme, Magnetostatik.- 3.3 Das elektromagnetische Feld.- 3.3.1 Erhaltungssatz der Ladung und Maxwellscher Verschiebungsstrom.- 3.3.2 Induktionsgesetz von Faraday und Lenzsche Regel.- 3.3.3 Maxwellgleichungen.- 3.3.4 Zeitabhängige Potentiale.- 3.3.5 Poyntingscher Satz.- 3.3.6 Schwingkreis.- 3.3.7 Impuls des Strahlungsfeldes.- 3.3.8 Wellenfortpflanzung in Isolatoren.- 3.3.9 Spiegelung und Brechung an einer Ebene.- 3.3.10 Wellenfortpflanzung in Leitern.- 3.3.11 Zusammenfassung: Maxwellgleichungen.- 3.4 Lorentz-Invarianz.- 3.4.1 Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.- 3.4.2 Lorentz-Transformation.- 3.4.3 Vierervektoren.- 3.4.4 Beispiele für Vierervektoren.- 3.4.5 Erhaltungssätze.- 3.4.6 Kovarianz der mikroskopischen Maxwellgleichungen.- 3.4.7 Kovarianz der makroskopischen Maxwellgleichungen.- 3.4.8 Transformationsverhalten elektromagnetischer Felder.- 3.4.9 Relativistische Dynamik freier Teilchen.- 3.4.10 Relativistische Dynamik mit äußeren Kräften.- 3.4.11 Energie-Impuls-Spannungs-Tensor.- 3.4.12 Zusammenfassung: Lorentz-Invarianz.- 3.4.13 Ergänzung: Hamilton-Formalismus für Felder.- 3.5 Strahlungsfelder.- 3.5.1 Lösungen der inhomogenen Wellengleichungen.- 3.5.2 Strahlungsfelder.- 3.5.3 Strahlungsenergie.- 3.5.4 Strahlungsfelder von Punktladungen.- 3.5.5 Strahlungsfelder schwingender Dipole.- 3.5.6 Strahlungsleistung bei Dipol-, Brems- und Synchrotronstrahlung.- 3.5.7 Zusammenfassung: Strahlungsfelder.- 4 Quantenmechanik I.- 4.1 Welle-Teilchen-Dualismus.- 4.1.1 Komplementäre Größen und Heisenbergs Unschärfebeziehungen.- 4.1.2 Welle-Teilchen-Dualismus.- 4.1.3 Wahrscheinlichkeitswellen.- 4.1.4 Reine Zustände und ihre Überlagerung (Superpositionsprinzip).- 4.1.5 Der Hilbertraum (vier Axiome).- 4.1.6 Darstellung von Hilbertvektoren.- 4.1.7 Uneigentliche Hilbertvektoren.- 4.1.8 Zusammenfassung: Welle-Teilchen-Dualismus.- 4.2 Operatoren und Observable.- 4.2.1 Lineare und antilineare Operatoren.- 4.2.2 Matrixelemente und Darstellung linearer Operatoren.- 4.2.3 Zugeordnete Operatoren.- 4.2.4 Eigenwerte und Eigenvektoren.- 4.2.5 Entwicklung nach einer Basis orthogonaler Operatoren.- 4.2.6 Observable — die grundlegenden Annahmen.- 4.2.7 Unschärfe.- 4.2.8 Feldoperatoren.- 4.2.9 Phasenoperatoren und Welle-Teilchen-Dualismus.- 4.2.10 Binäre Systeme, Pauli-Operatoren.- 4.2.11 Dichteoperator — reine Zustände und Gemische.- 4.2.12 Raumspiegelung und Zeitumkehr.- 4.2.13 Zusammenfassung: Operatoren und Observable.- 4.3 Korrespondenzprinzip.- 4.3.1 Vertauschbeziehungen.- 4.3.2 Orts- und Impulsdarstellung.- 4.3.3 Die Wahrscheinlichkeitsamplitude .- 4.3.4 Wellenfunktionen.- 4.3.5 Wignerfunktion.- 4.3.6 Spin (Drall).- 4.3.7 Korrespondenzprinzip.- 4.3.8 Drehimpulsoperator.- 4.3.9 Kugelfunktionen.- 4.3.10 Kopplung von Drehimpulsen.- 4.3.11 Zusammenfassung: Korrespondenzprinzip.- 4.4 Zeitabhängigkeit.- 4.4.1 Heisenberg-Gleichung und Satz von Ehrenfest.- 4.4.2 Zeitabhängigkeit: Heisenberg- und Schrödingerbild.- 4.4.3 Zeitabhängigkeit des Dichteoperators.- 4.4.4 Zeitabhängige Wechselwirkung, Dirac-Bild.- 4.4.5 Stromdichte.- 4.4.6 Zusammenfassung: Zeitabhängigkeit.- 4.5 Zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung.- 4.5.1 Eigenwertgleichuna für die Energie.- 4.5.2 Zurückführung auf gewöhnliche Differentialgleichungen.- 4.5.3 Freie Teilchen und Kastenpotential.- 4.5.4 Harmonischer Oszillator.- 4.5.5 Das Wasserstoffatom.- 4.5.6 Zeitunabhängige Störungstheorie.- 4.5.7 Variationsverfahren.- 4.5.8 Niveauaufspaltung.- 4.5.9 Zusammenfassung: Zeitunabhängige Schrödingergleichung.- 4.6 Dissipation und Quantentheorie.- 4.6.1 Störungsrechnung.- 4.6.2 Kopplung an die Umgebung.- 4.6.3 Markow-Näherung.- 4.6.4 Herleitung der Ratengleichung, Fermis goldene Regel.- 4.6.5 Ratengleichung bei Entartung, Ubergänge zwischen Multipletts.- 4.6.6 Der gedämpfte lineare harmonische Oszillator.- 4.6.7 Zusammenfassung: Dissipation und Quantentheorie.- 5 Quantenmechanik II.- 5.1 Streutheorie.- 5.1.1 Einführung.- 5.1.2 Grundlagen.- 5.1.3 Zeitverschiebungsoperatoren in der Störungstheorie.- 5.1.4 Zeitabhängige Greenfunktionen (Propagatoren).- 5.1.5 Energieabhängige Greenfunktionen (Propagatoren): Resolventen.- 5.1.6 Darstellungen der Resolventen und der Kopplungen.- 5.1.7 Lippmann-Schwinger-Gleichungen.- 5.1.8 Möllersche Wellenoperatoren.- 5.1.9 Streu- und Übergangsoperator.- 5.1.10 Die Wellenfunktion + für große Abstände r.- 5.1.11 Wirkungsquerschnitt.- 5.1.12 Zusammenfassung: Streutheorie.- 5.2 Zwei- und Dreikörperstreuprobleme.- 5.2.1 Zweipotentialformel von Gell-Mann & Goldberger.- 5.2.2 Streuphasen.- 5.2.3 Streuung geladener Teilchen.- 5.2.4 Der effektive Hamiltonoperator in der Feshbach-Theorie.- 5.2.5 Separable Wechselwirkung und Resonanzen.- 5.2.6 Zur Berechnung der Resonanzparameter.- 5.2.7 Mittelung über die Energie.- 5.2.8 Dreikörperprobleme: Besonderheiten.- 5.2.9 Das Verfahren von Kazaks & Greider.- 5.2.10 Faddeev-Gleichungen.- 5.2.11 Zusammenfassung: Zwei- und Dreikörperstreuprobleme.- 5.3 Mehrteilchen-Systeme.- 5.3.1 Ein- und Vielteilchenzustände.- 5.3.2 Austauschsymmetrie.- 5.3.3 Symmetrische und antisymmetrische Vielteilchenzustände.- 5.3.4 Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren für Fermionen.- 5.3.5 Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren für Bosonen.- 5.3.6 Allgemeines über Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren.- 5.3.7 Das Zweiteilchensystem als Beispiel.- 5.3.8 Darstellung von Einteilchenoperatoren.- 5.3.9 Darstellung von Zweiteilchenoperatoren.- 5.3.10 Zeitabhängigkeit.- 5.3.11 Welle-Teilchen-Dualismus.- 5.3.12 Zusammenfassung: Mehrteilchen-Systeme.- 5.4 Vielteilchenbeispiele.- 5.4.1 Fermigas im Grundzustand.- 5.4.2 Hartree-Fock-Gleichungen.- 5.4.3 Restwechselwirkung, Paarkraft.- 5.4.4 Quasiteilchen im BCS-Formalismus.- 5.4.5 Hartree-Fock-Bogoljubow-Gleichungen.- 5.4.6 Vorbemerkungen zur Quantisierung des elektromagnetischen Feldes.- 5.4.7 Photonen.- 5.4.8 Glauberzustände.- 5.4.9 Quetschzustände.- 5.4.10 Entwicklung nach Glauberzuständen.- 5.4.11 Atom im Laserlichtfeld.- 5.4.12 Zusammenfassung: Vielteilchenbeispiele.- 5.5 Dirac-Gleichung.- 5.5.1 Relativistische Invarianz.- 5.5.2 Quantentheorie.- 5.5.3 Die Dirac-Matrizen.- 5.5.4 Darstellung der Dirac-Matrizen.- 5.5.5 Verhalten der Dirac-Gleichung bei Lorentz-Transformationen.- 5.5.6 Adi ungierte Spinoren und bilineare Kovarianten.- 5.5.7 Raumspiegelung, Zeitumkehr und Ladungskonjugation.- 5.5.8 Dirac- und Klein-Gordon-Gleichung.- 5.5.9 Anwendungsbeispiele: Energiebestimmung für besondere Potentiale.- 5.5.10 Schwierigkeiten der Dirac-Theorie.- 6 Thermodynamik und Statistik.- 6.1 Statistik.- 6.1.1 Einleitung.- 6.1.2 Statistische Gesamtheiten und Wahrscheinlichkeitsbegriff.- 6.1.3 Binomialverteilung.- 6.1.4 Gauß- und Poisson-Verteilung.- 6.1.5 Korrelationen und Teilsysteme.- 6.1.6 Informationsentropie.- 6.1.7 Klassische Statistik und Phasenraumzellen.- 6.1.8 Zusammenfassung: Statistik.- 6.2 Entropiesatz.- 6.2.1 Entropiesatz und Ratengleichung.- 6.2.2 Irreversible Zustandsänderungen und Relaxationszeitnäherung.- 6.2.3 Liouville- und stoßfreie Boltzmann-Gleichung.- 6.2.4 Boltzmanngleichung.- 6.2.5 Beweis des Entropiesatzes mit der Boltzmanngleichung.- 6.2.6 Molekularbewegung und Diffusion.- 6.2.7 Langevin-Gleichung.- 6.2.8 Verallgemeinerte Langevingleichung, Fluktuations-DissipationsTheorem.- 6.2.9 Fokker-Planck-Gleichung.- 6.2.10 Zusammenfassung: Entropiesatz.- 6.3 Gleichgewichtsverteilungen.- 6.3.1 Maxwellverteilung.- 6.3.2 Thermisches Gleichgewicht.- 6.3.3 Mikrokanonische Gesamtheit.- 6.3.4 Zustandsdichte im Einzelteilchenmodell.- 6.3.5 Mittelwerte und Maximum der Entropie.- 6.3.6 Kanonische und großkanonische Gesamtheiten.- 6.3.7 Austauschgleichgewichte.- 6.3.8 Temperatur, Druck und chemisches Potential.- 6.3.9 Zusammenfassung: Gleichgewichtsverteilungen.- 6.4 Allgemeine Sätze der Thermodynamik.- 6.4.1 Die Grundrelation der Thermodynamik.- 6.4.2 Mechanische Arbeit und Wärmemenge.- 6.4.3 Zustandsgrößen und vollständige Differentiale.- 6.4.4 Thermodynamische Potentiale, Legendre-Transformationen.- 6.4.5 Maxwellsche Integrabilitätsbedingungen und thermische Koeffizienten.- 6.4.6 Homogene Systeme, Gibbs-Duhem-Beziehung.- 6.4.7 Phasenumwandlungen und Clausius-Clapeyron-Gleichung.- 6.4.8 Enthalpie und freie Energie als Zustandsgrößen.- 6.4.9 Irreversible Änderungen.- 6.4.10 Zusammenfassung: Allgemeine Sätze der Thermodynamik.- 6.5 Ergebnisse im Einzelteilchenmodell.- 6.5.1 Identische Teilchen und Symmetriebedingungen.- 6.5.2 Zustandssummen in der Quantenstatistik.- 6.5.3 Besetzung der Einteilchenzustände.- 6.5.4 Ideale Gase.- 6.5.5 Mischungsentropie und Massenwirkungsgesetz.- 6.5.6 Entartetes Fermigas: Leitungselektronen in Metallen.- 6.5.7 Elektromagnetische Strahlung im Hohlraum.- 6.5.8 Gitterschwingungen.- 6.5.9 Zusammenfassung: Ergebnisse im Einzelteilchenmodell.- 6.6 Phasenübergänge.- 6.6.1 Van-der-Waals-Gleichung.- 6.6.2 Folgerungen aus der Van-der-Waals-Gleichung.- 6.6.3 Kritisches Verhalten.- 6.6.4 Paramagnetismus.- 6.6.5 Ferromagnetismus.- 6.6.6 Bose-Einstein-Kondensation.- 6.6.7 Zusammenfassung: Phasenübergänge.