Taschenbuch der

Physik Formeln, Tabellen, Übersichten Herausgegeben von Prof. Dr. Horst Stöcker

6., korrigierte Auflage

Verlag

Harri Deutsch

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

Inhaltsverzeichnis Tabellenverzeichnis Kinematik Dynamik Starre Körper Mikromechanik Gravitation und Relativitätstheorie Mechanik der deformierbaren Körper Nichtlineare Dynamik, Chaos und Fraktale Formelzeichen Mechanik Tabellen zur Mechanik Schwingungen Wellen Akustik Optik Formelzeichen Schwingungen, Wellen, Akustik und Optik Tabellen zu Schwingungen, Akustik und Optik Ladungen und Ströme Elektrisches und magnetisches Feld Anwendungen in der Elektrotechnik Stromleitung in Flüssigkeiten, in Gasen und im Vakuum Plasmaphysik Formelzeichen Elektrizitätslehre Tabellen zur Elektrizitätslehre Gleichgewicht und Zustandsgrößen Wärme, Energieumwandlung und Zustandsänderungen Phasenumwandlungen, Reaktionen und Wärmeausgleich Formelzeichen Wärmelehre Tabellen zur Thermodynamik Photonen - Elektromagnetische Strahlung und Lichtquanten Materiewellen - Wellenmechanik der Teilchen Atom- und Molekülphysik Elementarteilchenphysik - das Standard-Modell Kernphysik Festkörperphysik Formelzeichentabelle Mikrophysik Tabellen zur Quantenphysik Messungen und Messfehler Vektorrechnung Differenzial- und Integralrechnung Tabellen zum Sl-System Nobelpreisträger für Physik Sachwortverzeichnis

I XXI 1 32 83 117 123 144 197 213 214 235 265 287 "309 379 381 389 405 461 505 526 544 546 565 612 651 699 702 733 739 762 791 813 869 967 972 991 1006 1011 1015 1021 1030

Inhaltsverzeichnis Tabellenverzeichnis I 1

Mechanik Kinematik

I. I

Beschreibung von Bewegungen 1.1 Bezugssysteme 1.2 Zeit 1.3 Länge, Fläche, Volumen 1.4 Winkel . . . .' 1.5 Mechanische Systeme Bewegung in einer Dimension 1.2.1 Geschwindigkeit 1.2.1.1 Durchschniltsgeschwindigkeit 1.2.1.2 Momentangeschwindigkeit 1.2.2 Beschleunigung 1.2.3 Einfache Bewegungen in einer Dimension Bewegung in mehreren Dimensionen 1.3.1 Geschwindigkeitsvektor 1.3.2 Beschleunigungsvektor 1.3.3 Freier Fall und Wurf Drehbewegung 1.4.1 Winkelgeschwindigkeit 1.4.2 Winkelbeschleunigung 1.4.3 Bahngeschwindigkeit

1.2

1.3

1.4

2 2.1

2.2

Dynamik Grundgesetze der Dynamik 2.1.1 Masse und Impuls 2.1.1.1 Masse 2.1.1.2 Impuls 2.1.2 Newtonsche Gesetze 2.1.2.1 Trägheit (Erstes Newtonsches Gesetz) 2.1.2.2 Grundgesetz der Dynamik (Zweites Newtonsches Gesetz) 2.1.2.3 Kraft 2.1.2.4 Reaktionsprinzip (Drittes Newtonsches Gesetz) 2.1.2.5 Trägheitskriiftc 2.1.2.6 D'Alembertsches Prinzip 2.1.2.7 Zusammensetzung von Kräften 2.1.2.8 Zerlegung von Kräften 2.1.3 Bahndrehimpuls 2.1.4 Drehmoment • 2.1.5 Dynamisches Grundgesetz für Drehbewegungen Kräfte 2.2.1 Gewichtskraft 2.2.2 Federkräfte und Torsionskräfte 2.2.3 Reibungskräfte 2.2.3.1 Haftreibung 2.2.3.2 Gleitreibung

XXI 1 1 I 5 7 8 10 II 11 12 13 14 16 19 20 22 25 27 27 29 30 32 32 32 32 34 34 34 35 36 37 38 39 .^39 40 43 44 46 47 47 48 50 50 51

Inhalts verzeich nis 2.2.3.3 Rollreibung 2.2.3.4 Seilreibung 2.3 Trägheitskräfte in rotierenden Bezugssystemen 2.3.1 Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft 2.3.2 Corioliskraft 2.4 Arbeit und Energie 2.4.1 Arbeit 2.4.2 Energie ,, 2.4.3 Kinetische Energie 2.4.4 Potenzielle Energie . . 2.4.4.1 Hubarbeit gegen Gravitationskraft 2.4.4.2 Verformungsarbeit und Spannungsenergie einer Feder 2.4.5 Reibungsarbeit 2.5 Leistung 2.5.1 Wirkungsgrad 2.6 Stoßprozesse 2.6.1 Elastische, gerade, zentrale Stöße 2.6.2 Elastische, schiefe, zentrale Stöße 2.6.3 Elastischer, schiefer Stoß mit einem ruhenden Körper 2.6.4 Unelastische Stöße .' 2.6.4.1 Teilunelastische Stöße , 2.6.4.'2 Total unelastischer Stoß 2.7 Raketen 2.7.1 Schubkraft 2.7.2 Raketengleichung 2.8 Massenpunktsysteme 2.8.1 Bewegungsgleichungen 2.8.2 Impulserhaltungssatz 2.8.3 Drehimpulserhaltungssatz ' 2.8.4 Energieerhaltungssatz 2.9 Lagrange- und Hamilton-Gleichungen 2.9.1 Lagrange-Gleichungen und Hamiltonsches Prinzip 2.9.2 Hamilton-Gleichungen 3' 3.1

3.2

Starre Körper Kinematik 3.1.1 Dichte 3.1.2 Schwerpunkt . . .• 3.1.3 Kinematische Grundgrößen Statik 3.2.1 Kraftvektoren 3.2.2 Drehmoment 3.2.3 Kräftepaar 3.2.4 Gleichgewichtsbedingungen der Statik 3.2.5 Technische Mechanik 3.2.5.1 Lagerreaktionen 3.2.5.2 Fachwerke 3.2.6 Maschinen 3.2.6.1 Hebel _ 3.2.6.2 Keile und Schrauben 3.2.6.3 Rollen

.-. . .

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51 52 53 53 55 57" 57 59 60 60 61 62 63 64 64 65 67 68 69 71 71 71 71 72 73 74 74 76 77 77 78 78 81 83 83 83 83 85 87 87 89 91 92 94 94 94 95 95 96 97

Inhaltsverzeichnis 3.3 3.4

Dynamik Trägheitsmoment und Drehimpuls '. • 3.4.1 Massenträgheitsmoment 3.4.1.1 Satz von Steiner 3.4.1.2 Trägheitsmomente geometrischer Körper 3.4.2 Drehimpuls , , 3.4.2.1 Gleichgewicht bei Drehbewegungen . . .' 3.5 Arbeit, Energie und Leistung 3.5.1 Kinetische Energie : . . 3.5.2 Potenzielle Energie der Torsion • 3.6 Kreiseltheorie 3.6.1 Trägheitstehsör. •.' : 3.6.2 Nutation und Präzession 3.6.2.1 Nutation 3.6.2.2 Präzession 3.6.2.3 Kreiselmomente 3.6.3 Anwendungen von Kreiseln

4 4.1 4.2 4.3

Mikromechanik Dünnschichttechnik Belichtungs- und Ätzverfahren Anwendungen 4.3.1 Sensoren 4.3.2 Aktoren 4.3.3 Technische Anwendungen

5 5.1

Gravitation und Relativitätstheorie Gravitationsfeld . .• 5.1.1 Gravitationsgesetz 5.1.2 Planetenbewegung 5.1.3 Planetensystem 5.1.3.1 Sonne und Planeten 5.1.3.2. Satelliten Spezielle Relativitätstheorie 5.2.1 Relativitätsprinzip 5.2.2 Lorentz-Transformation 5.2.2.1 Addition der Geschwindigkeit 5.2.3 Relativistische Effekte 5.2.3.1 Längenkontraktion 5.2.3.2 Zeitdilatation 5.2.4 Relativistische Dynamik 5.2.4.1 Relativistische Massenzunahme 5.2.4.2 Relativistische kinetische Energie Allgemeine Relativitätstheorie und Kosmologie 5.3.1 Sterne und Galaxien 5.3.1.1 Sternentwicklung

5.2

5.3

6 6.1

Mechanik der deformierbaren Körper Elastizitätslehre 6.1.1 Spannung 6.1.1.1 Zug, Biegung, Scherung, Torsion

III

;

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100 100 100 102 103 105 106 106 107 109 109 110 112 112 113 115 115 117 117 118 119 119 121 121 123 123 123 125 126 126 128 130 130 132 135 136 " 136 137 137" 137 139 140 1,41 142 144 144 144 145

IV

Inhaltsverzeichnis 6.1.2

6.2

6.3

7 7.1

Elastische Verformung 6.1.2.1 Dehnung 6.1.2.2 Querdehnung .2.3 Allseitige Kompression :...., .2.4 Biegung eines Stabes (Balkens) .2.5 Scherung • .2.6 Torsion .2.7 Energie und Arbeit bei Verformungen 6.1.3 Plastische Verformung 6.1.3.1 Bereiche bei Zugbelastung 6.1.3.2 Knickung 6.1.3.3 Härte Hydrostatik, Aerostatik 6.2.1 Flüssigkeiten und Gase 6.2.2 Druck 6.2.2.1 Kolbendruck 6.2.2.2 Schweredruck in Flüssigkeiten 6.2.2.3 Kompressibilität 6.2.2.4 Schweredruck in Gasen 6.2.2.5 Pumpen 6.2.3 Auftrieb 6.2.4 Kohäsion, Adhäsion, Oberflächenspannung 6.2.4.1 Kapillarität " Hydrodynamik, Aerodynamik 6.3.1 Strömungsfeld 6.3.2 Grundgleichungen idealer Strömungen 6.3.2.1 Kontinuitätsgleichung 6.3.2.2 Eulersche Gleichung 6.3.2.3 Gesetz von Bernoulli 6.3.2.4 Torricellisches Ausflussgesetz 6.3.2.5 Saugeffekte 6.3.2.6 Auftrieb an umströmten Körpern 6.3.3 Reale Strömungen • 6.3.3.1 Innere Reibung 6.3.3.2 Navier-Stokes-Gleichung 6.3.3.3 Laminare Strömung in einem Rohr 6.3.3.4 Umströmung einer Kugel 6.3.3.5 Bernoulli-Gleichung 6.3.4 Turbulente Strömungen 6.3.4.1 Widerstandsbeiwert 6.3.5 Ähnlichkeitsgesetze • 6.3.5.1 Rohrreibung 6.3.6 Strömungen mit Dichteänderungen Nichtlineare Dynamik, Chaos und Fraktale Dynamische Systeme und Chaos -. 7.1.1 Dynamische Systeme 7.1.1.1 Zustandsraum und Phasenraum 7.1.2 Konservative Systeme 7.1.2.1 Satz von Liouville 7.1.2.2 Integrabilität

146 147 148 149 150 154 154 156 156 157 158 159 161 161 J61 162 163 165 165 167 169 171 172 174 174 175 176 178 179 181 183 183 185 185 187 187 189 190 190_ 191 192 194 195

,

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197 197 198 199 203 203 204

Inhaltsverzeichnis 7.1.3

7.2

7.3

Dissipative Systeme 7.1.3.1 Seltsame Attraktoren, deterministisches Chaos Bifurkationen 7.2.-1 Logistische Abbildung 7.2.2 UniversalitätFraktale

Formelzeichen Mechanik 8 8.1

8.2 8.3

Tabellen zur Mechanik Dichte 8.1.1 Festkörper 8.1.1.1 Metallische Legierungen 8.1.1.2 Nichtmetalle 8.1.2 Flüssigkeiten 8.1.3 Gase Elastische Eigenschaften Dynamische Eigenschaften 8.3.1 Reibungszahlen 8.3.2 Kompressibilität 8.3.2.1 Gase 8.3.2.2 Flüssigkeiten und Festkörper 8.3.3 Viskosität 8.3.4 Strömungswiderstand 8.3.5 Oberflächenspannung

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213

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II

Schwingungen, Wellen, Akustik und Optik

9 9.1

Schwingungen Freie ungedämpfte Schwingungen : 9.1.1 Federpendel '...'. 9.1.2 Fadenpendel ._.....' 9.1.2.1 Schwingung und Kreisbewegung 9.1.3 Physisches Pendel 9.1.4 Torsionsschwingung : 9.1.5 Flüssigkeitspendel 9.1.6 Elektrischer Schwingkreis Gedämpfte Schwingungen 9.2.1 Reibung 9.2.1.1 Gleitreibung und Rollreibung 9.2.1.2 Viskose Reibung ' 9.2.1.3 Newtonsche Reibung • 9.2.2 Gedämpfter elektrischer Schwingkreis : Erzwungene Schwingungen Überlagerung von Schwingungen 9.4.1 Überlagerung von Schwingungen gleicher Frequenz 9.4.2 Überlagerung von Schwingungen ungleicher Frequenz 9.4.3 Überlagerung von Schwingungen in ungleicher Richtung und mit verschiedener Frequenz 9.4.4 Fourier-Analyse, Zerlegung nach Schwingungen Gekoppelte Schwingungen ;

9.2

9.3 9.4

1 :

.

:

9.5

205 205 207 207 210 210 214 214 214 215 216 219 220 221 224 224 226 226 228 229 232 233

235 238 238 240 242 243 245 246 247 248 249 249 250 252 253 254 256 256 258 259 261 262

VI

Inhaltsverzeichnis

10 10.1 10.2 10.3

Wellen Grundlegende Eigenschaften von Wellen Polarisation Interferenz , 10.3.1 Kohärenz 10.3.2 Interferenz 10.3.3 Stehende Wellen 10.3.3.1 Stehende Wellen in einseitig eingespannten Stäben . 10.3.3.2 Stehende Wellen auf Saiten 10.3.3.3 Stehende Wellen im Kundtschen Rohr 10.3.4 Wellen mit unterschiedlichen Frequenzen 10.4 Doppler-Effekt . .: 10.4.1 Mach-Wellen und Mach-Stoßwellen 10.5 Brechung 10.6 Reflexion 10.6.1 Phasenbeziehungen 10.7 Dispersion , 10.8 Beugung 10.8.1 Beugung am Spalt : 10.8.2 Beugung am Gitter 10.9 Modulation von Wellen 10.10 Oberflächenwellen und Schwerewellen

11 11.1

11.2

11.3 11.4

11.5 12 12.1

Akustik Schallwellen 11.1.1 Schallgeschwindigkeit 11.1.2 Schallkenngrößen 11.1.2.1 Schallausschlag 11.1.2.2 Schallschnelle und Wellenwiderstand 11.1.2.3 Energiedichte 11.1.2.4 Schallintensität und Schallleistung 11.1.3 Verhältnisgrößen .' Schallquellen und Schallempfänger 11.2.1 Mechanische Schallsender 11.2.1.1 Schwingende Luftsäulen 11.2.2 Elektroakustische Schallwandler 11.2.2.1 Schallempfänger oder Mikrophone 11.2.3 Schallabsorption 11.2.4 Schalldämmung 11.2.4.1 Nachhall 11.2.5 Strömungsgeräusch Ultraschall Physiologische Akustik und das Gehör 11.4.1 Schallempfindung 11.4.2 Bewertete Schallpegel Musikalische Akustik Optik Geometrische Optik 12.1.1 Optische Abbildung - Grundbegriffe

. .

•

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265 265 271 271 271 272 273 274 275 275 276 277 278 279 280 280 281 281 282 283 284 285 287 287 287 288 290 290 291 291 292 294 294 295 296 297 299 30 T 302 302 302 303 304 305 305 309 310 312

Inhaltsverzeichnis 12.1.2

12.1.3

12.2

Reflexion 12.1.2.1 12.1.2.2 12.1.2.3 Brechung 12.1.3.1 12.1.3.2 12.1.3.3 12.1.3.4 12.1.3.5 12.1.3.6 12.1.3.7 12.1.3.8 12.1.3.9 12.1.3.10

Ebener Spiegel Konkavspiegel oder Hohlspiegel Konvexspiegel oder Wölbspiegel Brechungsindex Negativer Brechungsindex Brechungsgesetz Fresnelsche Formeln Regenbogen Totalreflexion Lichtwellenleiter Brechung am Prisma Brechung an planparallelen Platten Brechung an Kugeloberflächen

Linsen 12.2.1 Dicke Linsen 12.2.2 Dünne Linsen 12.3 Linsensysteme 12.3.1 Linsen mit Blenden 12.3.2 Abbildungsfehler 12.3.2.1 Gradientenindex-Linsen 12.4 Optische Instrumente 12.4.1 Lochkamera 12.4.2 Fotokamera 12.4.3 Auge 12.4.4 Auge und optische Instrumente 12.4.4.1 Lupe 12.4.4.2 Mikroskop 12.4.4.3 Fernrohr L2.5 Wellenoptik 12.5.1 Streuung 12.5.2 Beugung und Auflösungsbegrenzung 12.5.3 Brechung im Wellenbild 12.5.4 Interferenz 12.5.5 Diffraktive optische Elemente 12.5.5.1 Beugungsgitter 12.5.5.2 Fresnel-Zonenplatte 12.5.5.3 Fresnel-Zonenlinse 12.5.5.4 Hologramme 12.5.5.5 Computergenerierte Hologramme 12.5.6 Dispersion 12.5.7 Spektralapparate 12.5.8 Polarisation des Lichts 12.5.8.1 Polarisation durch Reflexion 12.5.8.2 Polarisation durch Brechung 12.6 Photometrie 12.6.1 Photometrische Größen 12.6.1.1 Strahler

VTI 315 315 316 319 319 319 320 321 322 323 323 325 329 331 332 332 333 338 339 340 340 342 343 343 344 344 346 346 346 348 350 350 351 353 354 358 358 358 359 360 361 362 364 364 366 366 369 369 371

Inhaltsverzeichnis 12.6.1.2 Spektrale Größen 12.6.1.3 Reflexion, Absorption, Transmission 12.6.2 Lichttechnische Größen Formelzeichen Schwingungen, Wellen, Akustik und Optik

373 373 375 379

13 ' Tabellen zu Schwingungen, Akustik und Optik 13.1 Tabellen zu Schwingungen und Akustik 13.2 Tabellen zur Optik '.....•

381 381 385

III

Elektrizitätslehre

14 14.1

Ladungen und Ströme / Elektrische Ladung . . ' 14.1.1 Coulombsches Gesetz Elektrische Ladungsdichte Elektrischer Strom 14.3.1 Amperesches Gesetz Elektrische Stromdichte 14.4.1 Elektrisches Strömungsfeld Elektrischer Widerstand und elektrischer Leitwert 14.5.1 Elektrischer Widerstand 14.5.2 Elektrischer Leitwert 14.5.3 Spezifischer Widerstand und elektrische Leitfähigkeit 14.5.4 Beweglichkeit von Ladungsträgern 14.5.5 Temperaturabhängigkeit des Widerstandes 14.5.6 Veränderliche Widerstände 14.5.7 Schaltung von Widerständen

14.2 14.3 14.4 14.5

15 15.1 15.2

Elektrisches und magnetisches Feld Elektrisches Feld Influenz 15.2.1 Elektrische Feldlinien 15.2.2 Elektrische Feldstärke von Punktladungen 15.3 Kraft 15.4 Elektrische Spannung 15.5 Elektrisches Potenzial 15.5.1 Äquipotenzialflächen 15.5.2 Feldstärke und Potenzial einiger Ladungsverteilungen 15.5.3 Elektrischer Fluss 15.5.4 Verschiebungsdichte im Vakuum . 15.6 Elektrische Polarisation 15.6.1 Dielektrikum 15.7 Kapazität 15.7.1 Plattenkondensator 15.7.2 Parallelschaltung von Kondensatoren 15.7.3 Reihenschaltung von Kondensatoren 15.7.4 Kapazitäten einfacher Leiteranordnungen 15.8 Energie und Energiedichte des elektrischen Feldes 15.9 Elektrisches Feld an Grenzflächen / 15.10 Magnetisches Feld 15.11 Magnetismus 15.11.1 Magnetische Feldlinien

.

389 389 391 392 394 395 396 397 398 398 399 399 400 401 402 403 405 405 406 406 410 410 411 412 413 413 416 418 419 420 422 422 423 423 424 425 426 427 427 428

Inhaltsverzeichnis 15.12 15.13 15.14 15.15

15.16

15.17 15.18

15.19

15.20 15.21 15.22

Magnetische Flussdichte Magnetischer Fluss Magnetische Feldstärke . Magnetische Spannung und.magnetischer.Kreis 15.15.1 Durchfiutungssatz 15.15.2 Biot-Savartsches Gesetz 15.15.3 Magnetfeld eines,geraden Leiters 15.15.4 Magnetische Felder einiger Stromverteilungen Materie im Magnetfeld 15.16.1 Diamagnetismus 15.16.2 Paramagnetismus 15.16.3 Ferromagnetismus . . 15.16.4 Antiferromaghetismus 15.16.5 Ferrimagnetismus Magnetische Felder an Grenzflächen Induktion 15.18.1 Bewegungsinduktion 15.18.2 Transformatorische Induktion Selbstinduktion 15.19.1 Induktivitäten geometrischer Leitelanordnungen 15.19.2 Magnetischer Leitwert ,. Gegeninduktion 15.20.1 Transformator ' Energie und Energiedichte des Magnetfeldes Maxwellsche Gleichungen 15.22.1 Verschiebungsstrom ; 15.22.2 Elektromagnetische Wellen 15.22.3 Poynting-Vektor

'.

IX

. .

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•

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16 Anwendungen in der Elektrotechnik 16.1 Gleichstromkreis , 16.1.1 Kirchhoffsche Gesetze im Gleichstromkreis 16.1.2 Widerstände im Gleichstromkreis 16.1.3 Reale Spannungsquelle . 16.1.4 Leistung und Energie im Gleichstromkreis 16.1.5 Leistungsanpassung 16.1.6 Strom- und Spannungsmessung 16.1.6.1 Strommessung 16.1.6.2 Spannungsmessung 16.1.6.3 Leistungsmessung 16.1.7 Widerstandsbestimmung mittels Kompensationsmethode 16.1.8 Auf-und Entladung von Kondensatoren.. 16.1.9 Ein- und Ausschalten des Stroms im ÄL-Kreis • :•....... 16.2 Wechselstromkreis .••••• .-.....• 16.2.1 Wechselgrößen •...,...,...• 16.2.1.1 Zeitlicher Mittelwert periodischer Funktionen 16.2.2 Darstellung von Sinusgrößen im Zeigerdiagramm 16.2.3 Rechenregeln für Zeigergrößen ,. : .;..... 16.2.4 Grundbegriffe der Wechselstromtechnik : . -. 16.2.4.1 Komplexer Widerstand

.-. .

::....

429 431 433 434 436 437 439 440 441 442 443 443 446 447 447 448 ' 448 449 450 451 452 453 454 455 457 457 458 460 461 462 463 463 465 466 468 468 468 468 469, 469 470 4.72 473 473 474 475 477 480 480

Inhaltsverzeichnis

16.3

17 17.1

17.2

16.2.4.2 Ohmsches Gesetz im Komplexen 16.2.4.3 Komplexer Leitwert 16.2.4.4 Leistung im Wechselstromkreis 16.2.4.5 Komplexe Leistung 16.2.4.6 Kirchhoffsche Gesetze für Wechselstromkreise 16.2.4.7 Reihenschaltung komplexer Widerstände 16.2.4.8 Parallelschaltung komplexer Widerstände 16.2.5 Grundbauelemente im Wechselstromkreis 16.2.5.1 Ohmscher Widerstand 16.2.5.2 Kapazität = 16.2.5.3 Induktivität • 16.2.5.4 Komplexe Widerstände der einfachsten Zweipole 16.2.6 Reihenschaltung von Widerstand und Kapazität 16.2.7 Parallelschaltung von Widerstand und Kapazität 16.2.8 Parallelschaltung von Widerstand und Induktivität 16.2.9 Reihenschaltung von Widerstand und Induktivität 16.2.10 Reihenschwingkreis 16.2.11 Parallelschwingkreis 16.2.12 Äquivalenz von Reihenschaltung und Parallelschaltung 16.2.13 Radiowellen Elektrische Maschinen 16.3.1 Prinzipielle Funktionsweise 16.3.2 Gleichstrommaschine 16.3.3 Drehstrommaschine 16.3.3.1 Synchronmaschine 16.3.3.2 Asynchronmaschine Stromleitung in Flüssigkeiten, in Gasen und im Vakuum Elektrolyse 17.1.1 Stoffmenge 17.1.2 Ionen 17.1.3 Elektroden 17.1.4 Elektrolyte 17.1.4.1 Elektrische Leitfähigkeit eines Elektrolyten 17.1.4.2 Faradaysche Gesetze 17.1.4.3 Elektrische Doppelschicht 17.1.4.4 Nernst-Gleichung 17.1.5 Galvanische Elemente 17.1.5.1 Elektrolytische Polarisation 17.1.5.2 Brennstoffelemente 17.1.5.3 Akkumulatoren 17.1.5.4 Schaltung galvanischer Elemente 17.1.6 Elektrokinetische Effekte , 17.1.6.1 Elektrophorese 17.1.6.2 Elektroosmose 17.1.6.3 Strömungselektrizität Stromleitung in Gasen 17.2.1, Unselbstständige Gasentladung 17.2.1.1 Driftgeschwindigkeit von Ionen in Gasen 17.2.1.2 Elektrische Leitfähigkeit von Gasen

481 481 483 484 485 485 485 486 486 487 488 489 489 490 491 492 493 494 496 497 498 499 500 502 502 503

•

.•

: '. '

505 505 505 505 506 506 506 508 509 '. 510 510 51-1.^ 512 512 513 513 513 514 514 514 514 514 515

Inhaltsverzeichnis

XI

17.2.1.3 Rekombination 17.2.1.4 .Strom-Spannungskennlinie eines Gases ' 17.2.2 Selbstständige Gasentladung ' 17.2.2.1 Entladungstypen selbstständiger Gasentladungen 17.2.2.2 Strom-Spannungs-Charakteristik einer Gasentladung 17.3 Elektronenemission .-...-. •.-..• 17.3.1 Glühemissiön 17.3.2 Photoemissiön 17.3.3 Feldemission , 17.3.4 Sekundärelektronenemission • 17.4 Elektronenröhren 17.4.1 Röhrendiode. , ' . . . , : ....,,..,,..........,..,. : 17.4.2 Röhrentriode ,. . 17.4.2:1 Röhrenkenngrößen . . . .: .< 17.4.3 Tetrode , 17.4.4 Kathodenstrahlen 17.4.5 Kanalstrahlen 18 18.1

Plasmaphysik Eigenschaften eines Plasmas 18.1.1 Plasmakenngrößen 18.1.1.1 Ionisationsgrad 18.1.1.2 Verteilungsfunktionen des Plasmas .' 18.1.1.3 Energieinhalt des Plasmas 18.1.1.4 Elektrische Leitfähigkeit von Plasmen : 18.1.1.5 Wärmeleitfähigkeit eines Plasmas 18.1.1.6. Abschirmung und Debye-Länge . . . . . . . . . . . . . . . . ' 18.1.1.7 Plasmaschwingungsfrequenz 18.1.2 Plasmastrahlung 18.1.3 Plasmen in Magnetfeldern 18.1.3.1 Bewegung geladener Teilchen in äußeren Feldern 18:1.3.2 Ladungsträgerbewegung im Magnetfeld mit Stößen 18.1.3.3 Driftbewegung im äußeren elektrischen Feld 18.1.3.4 Kontinuumstheorien 18.1.4 Plasmawellen 18.1.4.1 Plasmaakustische Wellen in Plasmen 18.1.4.2 Magnetohydrodynamische Wellen . . . , 18.1.4.3 Elektromagnetische Wellen in Plasmen 18.1.4.4 Landau-Dämpfung ' 18.2 Erzeugung von Plasmen 18.2.1 Thermische Plasmaerzeugung 18.2.2 Plasmaerzeugung durch Kompression . 18.2.2.1 Pinch-Effekt . 18.3 Energieerzeugung mit Plasmen • 18.3.1 MHD-Generator ; 18.3.2 Kernfusionsreaktoren 18.3.3 Fusion unter magnetischer Halterung 18.3.4 Fusion unter Trägheitseinschluss Formelzeichen Elektrizitätslehre

515 516 517 517 518 518 518 519 520 520 520 521 522 522 524 524 524 526 526 526 526 527 529 529 530 530 531 . 532 532 532 .• 534 534 . 534 535 535 536 536 537 537^ 537 538 538 539 540 540 542 542

'.....

,

;

.'...-

• -

544

XII

Inhaltsverzeichnis

19.6 19.7 19.8

Tabellen zur Elektrizitätslehre Metalle und Legierungen 19.1.1 Spezifischer elektrischer Widerstand 19.1.2 Spannungsreihen Dielektrika Praktische Tabellen der Elektrotechnik Magnetische Eigenschaften Ferromagnetische Eigenschaften19.5.1 Magnetische Anisotropie Ferrite ' . Antiferromagnete .....!, .' Ionenbeweglichkeit

IV

Wärmelehre

19 19.1

19.2 19.3 19.4 19.5

;

546 546 546 548 550 556 558 560 562 563 564 564

...-...;

. .

;. : •

:

20 20.1

Gleichgewicht und Zustandsgrößen Systeme, Phasen und Gleichgewicht 20.1.1 Systeme 20.1.1.1 Isolierte oder abgeschlossene Systeme 20.1.1.2 Geschlossene Systeme 20.1.1.3 Offene Systeme , 20.1.2. Phasen • ' . 20.1.3 Gleichgewicht :....:.•...,.... 20.2 Zustandsgrößen 20.2.1 Begriffsbestimmung 20.2.L1 Extensive Zustandsgrößen '.:...-. 20.2.1.2 Intensive Zustandsgrößen •. . .•. 20.2.1.3 Spezifische und molare Größen ; .'. 20.2.2' Temperatur : 20.2.2.1 Temperatureinheiten '. .: 20.2.2.2 Eichpunkte . . .: . . . . : 20.2.2.3 Temperaturmessung 20.2.2.4 Kelvin-Skala und absoluter Nullpunkt 20.2.3 Druck •. -. 20.2.3.1 Druckeinheiten 20.2.3.2 Druckmessung 20.2.4 Teilchenzahl, Stoffmenge und Avogadrozahl 20.2.5 Entropie 20.3 Thermodynamische Potenziale : . . 20.3.1 Prinzip der maximalen Entropie - Prinzip der minimalen Energie 20.3.2 Innere Energie als Potenzial 20.3.2.1 Innere Energie des idealen Gases 20.3.3 Entropie als thermodynamisches Potenzial 20.3.3.1 Entropie des idealen Gases 20.3.4 Freie Energie 20.3.5 Enthalpie 20.3.5.1 Enthalpie des idealen Gases , : 20.3.5.2 Enthalpie und Phasenübergänge :.20.3.5.3 Reaktionsenthalpie und Satz von Hess

.

'. .

565 565 565 565 565 566 566 567 569 569 569 569 570 570 571 572 572 574 575 576 577 579 581 583 " 583 583 583 584 584 585 585 587 587 587

Inhaltsverzeichnis 20.3.6

Freie Enthalpie 20.3.6.1 Chemische Reaktionen 20.3.6.2 Prinzip von Le Chatelier 20.3.7 Maxwell-Relationen 20.4 Ideales Gas 20.4.1 Boyle-Mariottesches Gesetz 20.4.2 Gesetz von Gay-Lussac 20.4.3 Zustandsgieichung 20.5 Kinetische Theorie des idealen Gases 20.5.1 Druck und Temperatur 20.5.1.1 Mittlere quadratische Geschwindigkeit 20.5.2 Maxwell-Boltzmann-Verteilung 20.5.3 Freiheitsgrade 20.5.4 Gleich verteilungssatz 20.5.5 Transportvorgänge 20.6 Zustandsgieichungen 20.6.1 Zustandsgieichung des idealen Gases 20.6.1.1 Gaskonstanten 20.6.1.2 Gasgemische 20.6.1.3 Berechnung von Größen aus dem Gasgesetz 20.6.1.4 Barometrische Höhenformel 20.6.2 Zustandsgieichung realer Gase 20.6.2.1 Virialentwicklung des realen Gases 20.6.2.2 Van-der-Waals-Gleichung 20.6.2.3 Phasenkoexistenzgebiet 20.6.2.4 Kritischer Punkt 20.6.2.5 Satz der übereinstimmenden Zustände 20.6.2.6 Van-der-Waals-Gleichung als Virialentwicklung 20.6.3 Zustandsgieichungen für Flüssigkeilen und Festkörper 20.6.3.1 Anomalie des Wassers 21 21.1

Wärme, Energieumwandlung und Zustandsänderungen Energieformen 21.1.1 Energieeinheiten 21.1.1.1 Einheiten außerhalb der SI-Norm 21.1.2 Arbeit 21.1.3 Chemisches Potenzial 21.1.4 Wärme 21.1.4.1 Spezifische Wanne 21.2 Energieumwandlung 21.2.1 Umwandlung von äquivalenten Energien in Wärme 21.2.1.1 Elektrische Energie 21.2.1.2 Mechanische Energie 21.2.1.3 Verbrennungsenergie 21.2.1.4 Sonnenenergie 21.2.2 Umwandlung von Wärme in andere Energieformen 21.2.3 Exergie und Anergie 21.3 Wärmekapazität '. 21.3.1 Totale Wärmekapazität 21.3.1.1 Wärmekapazität von Gemischen von Stoffen 21.3.1.2 Wasserwert

,....' -.

•

XIII 588 588 589 589 590 590 591 592 592 592 593 594 596 596 597 599 599 600 601 602 603 603 603 604 606 606 607 607 608 610 612 612 612 612 613 614 614 615 615 616 616 617 617 618 619 619 620 620 621 621

Inhaltsverzeichnis 21.3.2 21.3.3

Molare Wärmekapazität . . . . , : .: . . Spezifische Wärmekapazität 21.3.3.1 Weitere Eigenschaften der spezifischen Wärmekapazität 21.3.3.2 Spezifische Wärmekapazität von Gemischen von Stoffen 21.3.3.3 Spezifische Wärmekapazität von Gasen '..-.., 21.3.3.4 Spezifische Wärmekapazität im idealen Gas . . : . . . . . . . . ; ...... 21.3.3.5 Adiabatenkoeffizient 21.3.3.6 Spezifische Wärmekapazität von Flüssigkeiten und Festkörpern Zustandsänderungen : 21.4.1 Reversible und irreversible Prozesse : 21.4.2 Isothermer Prozess 21.4.3 Isobarer Prozess : '. 21.4.4 Isochorer Prozess : 21.4.5 Adiabatischer (isentroper) Prozess •. 21,4.5.1 Polytroper Prozess Thermodynamische Hauptsätze 21.5.1 Nullter Hauptsatz 21.5.2 Erster Hauptsatz , .'. . 21.5.2.1 Äquivalente Formulierungen des ersten Hauptsatzes . . . . . . . . . . . . . . . . 21.5.2.2 Mikroskopische Aspekte des ersten Hauptsatzes -. , 21.5.3 Zweiter Hauptsatz 21.5.4 Dritter Hauptsatz : Carnotscher Kreisprozess 21.6.1 Prinzip und Anwendung 21.6.1.1 Teilschritte des Carnot-Prozesses : . 21.6.1.2 Energiebilanz und Wirkungsgrad des Carnot-Prozesses 21.6.2 Reduzierte Wärme , Thermodynamische Maschinen 21.7.1 Rechts- und linkslaufende Prozesse 21.7.2 Wärmepumpe und Kältemaschine '. 21.7.3 Stirling-Prozess 21.7.4 Dampfmaschine 21.7.5 Offene Systeme 21.7.6 Otto- und Diesel-Motor 21.7.6.1 Otto-Prozess 21.7.6.2 Diesel-Prozess ". 21.7.7 Gasturbinen ". Gasverflüssigung . '. '. 21.8.1 Herstellung tiefer Temperaturen • .•• • •. • .• 21.8.1.1 Kältemischungen 21.8.1.2 Lösungswärme :••.•••. 21.8.1.3 Wärmepumpe : .. : , ' , . . . . ' 21.8.2 Joule-Thomson-Effekt 21.8.2.1 Linde-Verfahren ,....,... : 21.8.2.2 Claude-Verfahren . . : Phasenumwandlungen, Reaktionen und Wärmeausgleich Phase und.Aggregatzustand : 22.1.T Phase 22.1.2 Aggregatzustände

:

621 623 623 624 624 625 626 626 627 627 628 629 629 630 ' 631 632 632 633 634 634 635 636 636 636 637 639 639 640 640 640 641 643 644 645 645 646 647 648 648 " 648 648 648 648 650 650 651 651 651 651

Inhaltsverzeichnis 22.1.3 Aggregatumwandlungen 22.1.4 Dampf . . -.,..,) 22.2 Ordnung von Phasenübergängen . . . 22.2.1 Phasenübergang erster Ordnung 22.2.2 Phasenübergang zweiter Ordnung 22.2.3 Lambda-Übergänge 22.2.4 Phasenkoexistenzgebiet 22.2.5 Kritischelndizes : . :.. : . . .- . . . ;.: 22.3 Phasenübergang und Van-der-Waals-Gas . 22.3.1. Phasengleichgewicht .,-.22.3.2. Maxwell-Konstruktion 22.3.3 Siedeverzug und Kondensationsverzug 22.3.4 Gesetz der übereinstimmenden Zustände 22.4 Beispiele für Phasenübergänge .....,.,.:..... 22.4.1 Magnetische Phasenumwandlungen 22.4.2 Ordnungs-Unordnungs-Phasenübergänge 22.4.3 Umwandlungen der Kristallstruktur 22.4.4 Flüssige Kristalle 22.4.5 Supraleitung 22.4.6 Suprafluidität 22.5 Mehrkomponentige Gase 22.5.1 Partialdruck und Daltönsches Gesetz 22.5.2 Euler-Gleichung und Gibbs-Duhem-Relation 22.6 Mehrphasensysteme 22.6.1 Phasengleichgewicht 22.6.2 Gibbssche.Phasenregel • 22.6.3 Clausius-Clapeyron-Gleichung 22.7 Dampfdruck von Lösungen 22.7.1 Raoultsches Gesetz 22.7.2 Siedepunktserhöhung und Gefrierpunktserniedrigung 22.7.3 Henry-Dalton-Gesetz 22.7.4 Dampf-Luft-Gemische (feuchte Luft) . . •, 22.8 Chemische Reaktionen 22.8.1 Stöchiometrie 22.8.2 Phasenregel bei chemischen Reaktionen 22.8.3 Massenwirkungsgesetz 22.8.4 pH-Wert und Löslichkeitsprodukt 22.9 Temperaturausgleich 22.9.1 Mischungstemperatur zweier Systeme 22.9.2 Reversible und irreversible Prozessführung 22.10 Wärmeübertragung 22.10.1 Wärmestrom 22.10.2 Wärmeübergang 22.10.3 Wärmeleitung. 22.10.4 Wärmewiderstand 22.10.5 Wärmedurchgang . : 22.10.6 Wärmestrahlung 22.10.7 Strahlungsaufnahme :•.... 22.11 Wärme- und Massentransport 22.11.1 Fouriersches Gesetz ......':

XV

•. . . . . . . . .

. ... . . . .

,. .

652 653 654 654 655 655 656 657 657 657 658 660 661 661 661 662 662 663 664 664 665 665 666 667 667 667 668 669 669 669 670 671 675 675 676 677 678 679 679 680. 681 681 682 684 687 689 693 693 695 695

XVI

Inhaltsverzeichnis 22.11.2 22.11.3 22.11.4 22.11.5

Kontinuitätsgleichung : Wärmeleitungsgleichung Ficksches Gesetz und Diffusionsgleichung Lösung von Wärmeleitungs- und Diffusionsgleichung

695 696 697 698

Formelzeichen Wärmelehre

699

23 23.1

702 702 702 703 711 712 713 713 713 719 721 721 722 724 725 725 726 726 727 727 727 728 730

23.9

Tabellen zur Thermodynamik Charakteristische Temperaturen 23.1.1 Einheiten und Eichpunkte 23.1.2 Schmelz- und Siedepunkte 23.1.3 Curie- und Neel-TemperaturenKenngrößen realer Gase Thermische Eigenschaften der Stoffe ,, 23.3.1 Viskosität 23.3.2 Ausdehnung, Wärmekapazität und thermische Leitfähigkeit Wärmeübertragung Praktische Korrekturdaten " 23.5.1 Druckmessung 23.5.1.1 Umrechnung auf Meeresniveau 23.5.1.2 Quecksilberbarometer-Messungen (Temperaturkorrektur) 23.5.2 Volumenmessungen - Umrechnung auf Standardtemperatur 23.5.2.1 Glas-Volumenometermessungen Erzeugung flüssiger Tieftemperaturbäder , Trockenmittel Dampfdruck 23.8.1 Lösungen 23.8.2 Relative Feuchte 23.8.3 Dampfdruck von Wasser ' Spezifische Enthalpien

V

Quantenphysik

24 24.1 24.2 24.3

Photonen - Elektromagnetische Strahlung und Lichtquanten Plancksches Strahlungsgesetz Photoelektrischer Effekt Complon-Effekt

25 25.1

Materiewellen - Wellenmechanik der Teilchen Wellennatur der Teilchen .' 25.1.1.1 Grundannahmen der Quantenmechanik 25.1.1.2 Welle-Teilchen-Dualismus , Heisenbergsche Unschärferelation Wellenfunktion und Observable Schrödingergleichung 25.4.1 Stückweise konstante Potenziale 25.4.2 Harmonischer Oszillator 25.4.3 Pauli-Prinzip Spin und magnetische Momente 25.5.1' Spin 25.5.2 Magnetische Momente

23.2 23.3

23.4 23.5

23.6 23.7 23.8

25.2 25.3 25.4

25.5

,

733 733 736 737 . . .

.'

; -.

739 739 739 ^ 740 740 741 748 749 753 756 756 756 759

Inhaltsverzeichnis 26 26.1 26.2 26.3 26.4 26.5 26.6 26.7 26.8 26.9 27 27.1

Atom- und Molekülphysik Grundbegriffe der Spektroskopie Wasserstoffatom 26.2.1 Bohrsche Postulate Stationäre Zustände und Quantenzahlen im Zentralfeld Vielelektronenatome Röntgenstrahlen 26.5.1 Anwendung von Röntgenstrahlen : Molekülspektren : Atome in äußeren Feldern Periodensystem der Elemente Wechselwirkung von Photonen mit Atomen und Molekülen 26.9.1 Spontane und induzierte Emission

'

XVII 762 763 765 765 770 774 778 780 781 784 786 788 788

Elementarteilchenphysik - das Standard-Modell Vereinheitlichung der Wechselwirkungen 27.1.1 Standard-Modell 27.1.1.1 Gravitations-Wechselwirkung 27.1.1.2 Elektromagnetische Wechselwirkung 27.1.1.3 Schwache Wechselwirkung 27.1.1.4 Starke Wechselwirkung 27.1.2 Feldquanten oder Eichbosonen 27.1.3 Fermionen und Bosonen Leptonen, Quarks und Vektorbosonen 27.2.1 Leptonen 27.2.2 Quarks 27.2.3 Hadronen 27.2.4 Beschleuniger und Detektoren Symmetrien und Erhaltungssätze 27.3.1 Paritätserhaltung und schwache Wechselwirkung1 27.3.2 Ladungserhaltung und Paarbildung 27.3.3 Ladungskonjugation und Antiteilchen 27.3.4 Zeitumkehr-Invarianz und Umkehrreaktionen 27.3.5 Erhaltungssätze 27.3.6 Jenseits des Standard-Modells

791 791 791 792 792 793 794 794 796 798 798 799 801 805 806 807 808 809 809 810 811

Kernphysik Bausteine des Atomkerns Grundgrößen des Atomkerns Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung 28.3.1 Phänomenologische Nukleon-Nukleon-Potenziale 28.3.2 Mesonenaustauschpotenziale 28.4 Kernmodelle 28.4.1 Fermigas-Modell 28.4.2 Kernmaterie '. 28.4.3 Tröpfchen-Modell 28.4.4 Schalenmodell 28.4.5 Kollektivmodell 28.5 Kernreaktionen 28.5.1 Reaktionskanäle und Wirkungsquerschnitte

813 813 815 81J3 818 819 820 820 820 821 822 825 827 827

27.2

27.3

28 28.1 28.2 28.3

•

XVIII

Inhaltsverzeichnis 28.5.2

Erhaltungssätze in Kernreaktionen 28.5.2.1 Energie- und Impülserhaltung 28.5.2.2 Drehimpulserhaltung 28.5.3 Elastische Streuung 28.5.4 Compoundkernreaktion 28.5.5 Optisches Modell 28.5.6 Direkte Reaktion 28.5.7 Schwerionenreaktionen 28.5.8 Kernspaltung -. •. : 28.6 Kernzerfall 28.6.1 Zerfallsgesetz / -. ". 28.6.2 «-Zerfall •. 28.6.3 /»-Zerfall 28.6.4 /-Zerfall 28.6.5 Emission von Nukleonen und Nukleonenclustern 28.7 Kernreaktor 28.7.1 Reaktortypen 28.8 Kernfusion 28.9 Wechselwirkung von Strahlung mit Materie 28.9.1 Ionisierende Teilchen 28.9.2 y-Strahlung 28.10 Dosimetrie 28.10.1 Dosismessverfahren 28.10.2 Umweltradioaktivität 29 29.1

29.2

29.3

29.4

Festkörperphysik Struktur fester Körper 29.1.1 Einige Grundbegriffe der Festkörperphysik 29.1.2 Struktur der Kristalle 29.1.3 Bravais-Gitter 29.1.3.1 Einfache Kristallstrukturen 29.1.4 Methoden der Strukturuntersuchung 29.1.5 Bindungsverhältnisse in Kristallen Gitterfehler 29.2.1 Punktfehler 29.2.2 Eindimensionale Defekte 29.2.3 Zweidimensionale Gitterfehler 29.2.4 Amorphe Festkörper Mechanische Eigenschaften von Werkstoffen 29.3.1 Makromolekulare Festkörper 29.3.1.1 Polymere 29.3.1.2 Thermoplaste 29.3.1.3 Elastomere 29.3.1.4 Duromere 29.3.2 Verbundwerkstoffe 29.3.3 Legierungen 29.3.4 Flüssigkristalle Phononen und Gitterschwingungen 29.4.1 Elastische Wellen ! 29.4.2 Phononen und spezifische Wärmekapazität

• , , , •.....:

;

• '

,...'. .'..., •

830 830 831 832 833 835 836 837 840 842 842 846 847 849 850 851 852 854 857 857 860 862 865 866 869 869 869 870 872 875 876 878 881 881 882 884 885 886 887 887 889 889 889 889 890 892 894 894 897

Inhalts Verzeichnis 29.4.3 Einstein-Modell 29.4.4 Debye-Modell 29.4.5 Wärmeleitung 29.5 Elektronen im Festkörper 29.5.1 Freies Elektronengas 29.5.2 Bändermodell 29.6 Halbleiter 29.6.1 Störstellenleitung 29.6.2 Halbleiterdiode 29.6.3 Transistor 29.6.3.1 Bipolare Transistoren 29.6.3.2 Grundschaltungen 29.6.3.3 Darlington-Transistor 29.6.4 Unipolare (Feldeffekt-)Transistoren 29.6.4.1 Sperrschicht-FET (Junction-FET) 29.6.4.2 Insulated Gate FET (IGFET, MOSFET) 29.6.5 Thyristor 29.6.5.1 Triac 29.6.5.2 Abschaltthyristor (GTO) 29.6.5.3 Insulated-Gate-Bipolar-Thyristor (IGBT) 29.6.6 Integrierte Schaltkreise (IC) 29.6.6.1 Herstellung von ICs 29.6.6.2 Erzeugung von Schaltungsstrukturen 29.6.7 Operationsverstärker. 29.6.7.1 Gegengekoppelter Operationsverstärker 29.6.7.2 Invertierender Verstärker 29.6.7.3 Summationsverstärker 29.6.7.4 Integrator 29.6.7.5 Differenzierer 29.6.7.6 Spannungsfolger 29.6.7.7 Mitgekoppelter Operationsverstärker 29.6.7.8 Schmitt-Trigger 29.7 Supraleitung 29.7.1 Grundlegende Eigenschaften der Supraleitung 29.7.2 Hochtemperatur-Supraleiter 29.S Magnetische Eigenschaften 29.8.1 Ferromagnetismus 29.8.2 Antiferromagnetismus und Ferrimagnetismus 29.9 Dielektrische Eigenschaften 29.9.1 Paraelektrika • 29.9.2 Ferroelektrika , 29.10 Optische Eigenschaften von Kristallen 29.10.1 Exzitonen und ihre Eigenschaften 29.10.2 PhotoleitFähigkeit 29.10.3 Lumineszenz 29.10.4 Optoelektronische Eigenschaften

.-.

•

XIX 898 899 901 903 903 908 912 915 917 925 925 927 931 932 932 933 934 936 936 937 937 937 937 939 941 941 942 943 943 944 944 944 945 945 950 951 953 956 957 96(T 961 962 962 964 965 965

Formelzeichentabelle Mikrophysik

967

30 Tabellen zur Quantenphysik 30.1 lonisationspotenziale

972 972

XX

Inhaltsverzeichnis

30.2 30.3 30.4 30.5 30.6 30.7' 30.8 30.9

Atom- und Ionenradien der Elemente Elektronenemission Röntgenstrahlung " Kernreaktionen Wechselwirkung der Strahlung mit Materie Halleffekt Supraleiter Halbleiter - thermische, magnetische und elektrische Eigenschaften

VI

Anhang

31 31.1

Messungen und Messfehler Beschreibung von Messungen 31.1.1 Größen und SI-Eihheiten Fehlerrechnung und Statistik 31.2.1 Fehlerarten 31.2.1.1 Messergebnis 31.2.1.2 Messfehler 31.2.1.3 Fehlerfortpflanzung 31.2.2 Mittelwerte von Messreihen 31.2.3 Streuung 31.2.4 Korrelation 31.2.5 Ausgleichsrechnung, Regression 31.2.6 Häufigkeitsverteilungen 31.2.6.1 Spezielle diskrete Verteilungen 31.2.6.2 Spezielle stetige Verteilungen 31.2.7 Zuverlässigkeit

31.2

32 32.1 32.2 32.3 32.4

Vektorrechnung Vektoren Multiplikation mit einem Skalar Addition und Subtraktion von Vektoren Multiplikation von Vektoren

33 33.1

33.3

Differenzial-und Integralrechnung Differenzialrechnung 33.1.1 Differenziationsregeln Integralrechnung 33.2.1 Integrationsregeln Ableitungen und Integrale elementarer Funktionen

34

Tabellen zum Sl-System

33.2

Sach

,

977 979 983 983 984 985 986 988

991 991 991 994 994 994 994 995 995 997 998 998 999 1001 1002 1004

•

1006 1006 1007 1007 1008 '

'.

1011 1011 1011 1012 1013 1014 1015^

Wortverzeichnis

1030