physik lehrbücher

Das Lehrbuch "Lineare Algebra und Analytische Geometrie" bietet eine umfassende und systematische Einführung in die zentralen Themen der Linearen Algebra und der Analytischen Geometrie auf universitärem Niveau. Es behandelt grundlegende Konzepte wie Vektorräume, lineare Abbildungen, Matrizen, Determinanten, Eigenwerte und Eigenvektoren sowie euklidische und unitäre Vektorräume. Die mathematische Theorie wird präzise und nachvollziehbar entwickelt, unterstützt durch vollständig bewiesene Sätze. Die didaktisch klare Darstellung ermöglicht es, auch komplexe Inhalte zu verstehen. Zahlreiche Beispiele und Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen fördern das Verständnis und bereiten gezielt auf Prüfungen vor. Dieses Buch ist besonders geeignet für Studierende der Mathematik, Informatik, Physik, Ingenieurwissenschaften und verwandter Fachrichtungen.

Das Lehrbuch "Nanometer CMOS ICs" bietet eine umfassende und aktuelle Einführung in die Grundlagen integrierter Schaltungen (ICs) im Nanometerbereich. Es behandelt wesentliche Aspekte der Skalierung, die über die 3-nm-Technologie hinausgehen, und erklärt die grundlegenden Betriebsprinzipien von CMOS. Das Buch bietet tiefgehende Einblicke in verschiedene Bereiche wie Design, Fertigung und Anwendung von Nanometer-CMOS-ICs. Zu den Themen gehören unter anderem Physik, Lithografie, Technologie, Design, Speicher, VLSI, Energieverbrauch, Variabilität, Zuverlässigkeit, Signalintegrität, Testmethoden, Ausbeute, Fehlermusteranalyse, Verpackung sowie Skalierungstrends und -herausforderungen. Basierend auf Schulungsmaterialien führender Unternehmen hat dieses Buch bereits über 7.000 Ingenieuren wertvolles Wissen vermittelt.

Das vorliegende Lehrbuch bietet dem Leser einen Überblick über die Physik der Neutrinos, der leichtesten Fermionen im Standardmodell der Teilchenphysik. Neben den Grundlagen und der theoretischen Beschreibung beleuchten die Autoren aktuelle Forschung und offene Fragestellungen zur Neutrinophysik. Der Autor bespricht die Rolle dieser Teilchen in Kosmologie und Astrophysik, geht auf moderne Neutrino-Experimente ein und erklärt die aktuellsten Ergebnisse verständlich. Grundlagen zum Verständnis des Buches sind Kenntnisse der klassischen Physik und Grundkenntnisse der Quantenmechanik – Vorkenntnisse in der Kern- und Teilchenphysik schaden nicht, sind aber auch nicht unbedingt nötig. Das Buch richtet sich an Bacheloranden, Master-Studierende, Doktorandinnen und Doktoranden sowie Postdocs, die im Bereich der theoretischen oder experimentellen Neutrinophysik ihre Abschlussarbeit schreiben und forschen. Im Rahmen der zweiten Auflage wurde das Buch umfassend aktualisiert und um neue Forschungsergebnisse ergänzt, beispielsweise den erstmaligen Nachweis von Neutrinos aus dem CNO-Zyklus der Sonne und der Inbetriebnahme des JUNO-Experiments. Aus dem Inhalt: Neutrinos im Standardmodell, Neutrinooszillationen, Experimente zu Neutrinooszillationen, Status von Neutrinooszillationen und offene Fragen, Neutrinos in Astrophysik und Kosmologie, angewandte Neutrinophysik.

"Ein Primer zur Fluidmechanik mit Anwendungen" ist ein umfassendes Lehrbuch, das eine pädagogische Einführung in verschiedene Phänomene der Fluidmechanik bietet. Es beginnt mit grundlegenden Konzepten und den Erhaltungsgesetzen für neutrale und geladene Flüssigkeiten. Die Autoren wenden diese Konzepte an, um ein tieferes Verständnis für Themen wie Aerodynamik, die Fortbewegung von Mikroorganismen, Wellen in Luft und Wasser, Stosswellen sowie hydrodynamische und hydromagnetische Instabilitäten zu entwickeln. Das Buch behandelt auch komplexe Themen wie Turbulenz und endet mit einer Diskussion über Turbulenz in Quantenflüssigkeiten. Durch eine ausgewogene Kombination aus qualitativen Erklärungen und formalen Behandlungen wird das Thema in kompakter Form präsentiert. Zahlreiche illustrative Beispiele und Übungen aus dem realen Leben unterstützen das Verständnis der behandelten Themen. Das Buch richtet sich an Studierende der Physik und Ingenieurwissenschaften auf Bachelor- und Master-Niveau, die sich mit verschiedenen Anwendungsbereichen wie Aeronautik, Meteorologie, Kosmologie, Biomechanik und mathematischer Physik beschäftigen möchten.

In diesem Lehrbuch wird der Umgang mit Messdaten und ihren Unsicherheiten in knapper und anschaulicher Weise auf der Grundlage aktueller, international standardisierter Methoden (GUM: ISO/IEC 98-3:2008) dargestellt. Zum leichteren Verständnis wird der Leser in einem einleitenden Kapitel in die Grundlagen der Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung mit Hilfe von anschaulichen Beispielen eingeführt. Es werden grundlegende Kenntnisse über das Wesen von Messabweichungen, über Messunsicherheit und Wahrscheinlichkeitsverteilung, die Bestimmung der kombinierten und erweiterten Messunsicherheit und über Ausgleichsrechnung vermittelt. Der Hauptteil des Buches ist auf die Auswertung von Messdaten zur unmittelbaren Anwendung im physikalischen Praktikum gerichtet. Für die wesentlichen Typen von Messaufgaben findet der Leser eine Zusammenstellung aller nötigen Formeln zur Bestimmung des Bestwertes und der kombinierten und erweiterten Messunsicherheit sowie praktische Hinweise für die Ermittlung von Unsicherheiten nach Typ B (nichtstatistische Methode). Zahlreiche durchgerechnete Beispiele geben konkrete Anleitungen und demonstrieren, wie die Ergebnisse ins Praktikumsprotokoll eingehen und wie sie diskutiert werden. Das vorliegende Kompendium ist sowohl für Studierende in einem Bachelor- oder Lehramtsstudiengang Physik als auch für Studierende in natur- und ingenieurwissenschaftlichen Studiengängen mit Nebenfach Physik geeignet.

Die Forschung und Anwendungsentwicklung im Bereich chemischer und biochemischer Sensoren ist weiterhin in einem schnellen Wachstum begriffen. Die Erfahrungen des letzten Jahrzehnts haben jedoch gezeigt, dass die erfolgreiche Entwicklung solcher Sensoren, die auch den harten Routinebedingungen in den vielfältigen Anwendungsgebieten widerstehen, nur dann möglich ist, wenn Chemiker und Ingenieure kooperieren. Daher ist es das Ziel dieses Lehrbuches, sowohl Chemikern als auch Ingenieuren sowie Lebensmittel- und Biotechnologen in einer streng systematischen, aber sehr praxisorientierten Darstellung die Technologie und die Anwendung chemischer Sensoren nahezubringen. Der interdisziplinäre Ansatz überbrückt die unterschiedlichen Denkweisen in Chemie, Physik und Ingenieurwissenschaften erfolgreich.

Dieses lebendig gestaltete Lehrbuch lädt Studierende der Physik und der Nachbardisziplinen dazu ein, die Experimentalphysik zu erlernen: Anhand vieler Experimente, einer reichen Bebilderung, moderner Aufgaben und anschaulicher Beispiele führt das Buch durch den Stoff der Bachelorvorlesung. Die Autoren legen dabei den Schwerpunkt auf Experimente, die sie anhand vieler Abbildungen erklären, und erleichtern somit das Verständnis der physikalischen Phänomene. Dieses Buch bietet: - eine verständliche und einprägsame Darstellung des Lernstoffes - eine klare Strukturierung mit durchgehend vierfarbig gestalteten Kapiteln - eine übersichtliche Orientierung durch farblich hervorgehobene Experimente, Beispiele und wichtige Formeln - ansprechende Übungsaufgaben mit Lösungen - eine kompakte mathematische Einführung in die anspruchsvollen Rechentechniken der Elektrodynamik Wer ein modern gestaltetes B.

"The Physics of the Quark-Gluon Plasma" ist ein Fachbuch, das sich an die nächste Generation von jungen Forschenden richtet und eine umfassende, weitgehend eigenständige Einführung in die Physik von Schwerionenkollisionen und dem Quark-Gluon-Plasma bietet. Es geht über die in gängigen Lehrbüchern verfügbaren Materialien hinaus und behandelt zentrale Themen wie die Thermodynamik der Quantenchromodynamik (QCD), die globalen Eigenschaften des Quark-Gluon-Plasmas, die Hydrodynamik von Kollisionen sowie elektromagnetische Proben. Darüber hinaus werden die Produktion von Jets und Quarkonium, das Konzept des farbigen Glas-Kondensats und die Verbindung zur Gravitation behandelt. Die Vorträge in diesem Band wurden in enger Zusammenarbeit mit ausgewählten Studierenden verfasst, um sicherzustellen, dass das Niveau und die Abdeckung den Bedürfnissen der Zielgruppe entsprechen. Die umfassende und didaktische Aufbereitung der Inhalte macht dieses Buch zu einer wertvollen Ressource für Studierende und Forschende in diesem spezialisierten Bereich der Physik.

Das Fachbuch "Solar and Extra-Solar Planetary Systems" bietet eine umfassende Analyse der Physik und Dynamik der Evolution von Sonnensystemen, angeregt durch die aktuelle Aktivität in der Raumfahrtforschung und die Entdeckung von extrasolaren Planeten. Entstanden aus Vorlesungen führender Experten im Rahmen der renommierten EADN-Sommerschulen, richtet sich das Buch vor allem an Studierende im Master- und Doktoratsstudium sowie an junge Forschende. Es bietet eine wertvolle, umfassende Einführung in das Thema, die über die Inhalte gängiger Lehrbücher hinausgeht. Die klare Struktur und die fundierte Darstellung der komplexen Themen machen es zu einem nützlichen Nachschlagewerk für Wissenschaftler, die sich mit der Astronomie und der Erforschung von Planetensystemen beschäftigen.

Dieses Lehrbuch gibt eine Einführung in die partiellen Differenzialgleichungen. Wir beginnen mit einigen ganz konkreten Beispielen aus den Natur-, Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften. Danach werden elementare Lösungsmethoden dargestellt, z. B. für die Black-Scholes-Gleichung aus der Finanzmathematik. Schliesslich wird die analytische Untersuchung grosser Klassen von partiellen Differenzialgleichungen dargestellt, wobei Hilbert-Raum-Methoden im Mittelpunkt stehen. Numerische Verfahren werden eingeführt und mit konkreten Beispielen behandelt. Zu jedem Kapitel finden sich Übungsaufgaben, mit deren Hilfe der Stoff eingeübt und vertieft werden kann. Dieses Buch richtet sich an Studierende im Bachelor oder im ersten Master-Jahr sowohl in der (Wirtschafts-)Mathematik als auch in den Studiengängen Informatik, Physik und Ingenieurwissenschaften. Die 2. Auflage ist vollständig durchgesehen, an vielen Stellen didaktisch weiter optimiert und um die Beschreibung variationeller Methoden in Raum und Zeit für zeitabhängige Probleme ergänzt. Stimme zur ersten Auflage Auf dieses Lehrbuch haben wir gewartet. Prof. Dr. Andreas Kleinert in zbMATH.

"Introduction to Superstrings and M-Theory" ist ein umfassendes Fachbuch, das sich mit einem der faszinierendsten und dynamischsten Forschungsgebiete der modernen Physik beschäftigt. Superstrings, oft als "Theorie von allem" bezeichnet, bieten potenzielle Lösungen für die langanhaltenden Herausforderungen in der Physik, insbesondere die Vereinigung der allgemeinen Relativitätstheorie und der Quantenfeldtheorie. Dieses Lehrbuch richtet sich an Studierende und Forschende, die bereits über Grundkenntnisse in Quantenmechanik und Relativitätstheorie verfügen. Die zweite Auflage wurde umfassend überarbeitet und aktualisiert, um die neuesten Entwicklungen und Themen in der Superstring-Theorie zu integrieren. Es behandelt unter anderem String Field Theory, Multi Loops, Teichmüller-Räume und konforme Feldtheorie und bietet eine klare Einführung in die Grundlagen der Punktteilchentheorie sowie die Anwendung der Feynman-Pfad-Integral-Technik zur Vereinheitlichung der Superstring-Präsentation. Die Struktur des Buches ermöglicht es den Leserinnen und Lesern, sich schrittweise in die komplexen Konzepte einzuarbeiten und ein fundiertes Verständnis der Materie zu entwickeln.

In diesem Buch werden Themen wie Algebra, Trigonometrie, Analysis und Statistik durch über 500 Anwendungen lebendig gemacht, die von Biologie, Physik und Chemie bis hin zu Astronomie, Geografie und Musik reichen. Mit über 600 Illustrationen, die die Schönheit der Mathematik betonen, ergänzt Math Tools die theoretischeren Lehrbücher auf dem Markt, indem es das Thema näher an den Leser heranbringt und eine nützliche Referenz für Studierende bietet. Durch die Hervorhebung der Allgegenwart der Mathematik in praktischen Bereichen wird das Buch nicht nur Studierende und Lehrkräfte ansprechen, sondern auch alle, die ein reges Interesse an Mathematik und ihren Anwendungen haben.

Vollständig überarbeitete Neuauflage des massgeblichen Grundlagen-Lehrbuchs zur Optik und Photonik - umfassend überarbeitet und mit einem neuen Kapitel zur Metamaterialoptik erweitert. Die Optik ist eines der ältesten und faszinierendsten Teilgebiete der Physik und fest in den Curricula des Physikstudiums verankert. Sie beschäftigt sich mit der Ausbreitung von Licht und Phänomenen wie Interferenz, Brechung, Beugung und optischen Abbildungen. Die Photonik umfasst optische Phänomene, die primär auf der Wechselwirkung von (quantisiertem) Licht und Materie beruhen, und befasst sich mit dem Verständnis und der Entwicklung optischer Bauteile und Systeme wie etwa Lasern, LEDs und photonischen Kristallen. In bewährter Weise gibt die vollständig überarbeitete und erweiterte Neuauflage des 'Saleh/Teich' eine Einführung in die Grundlagen der Optik und Photonik für Studierende der Physik und verwandter Wissenschaften. Ausführliche Erklärungen, rund 1000 Abbildungen und die zur quantitativen Durchdringung notwendige Mathematik ermöglichen ein tiefes Verständnis aller Teilgebiete der klassischen und modernen Optik. Umfassend und verständlich: sämtliche Grundlagen der Optik und Photonik in einem Werk vereint. Geschrieben von hervorragenden Didaktikern mit langer Lehrerfahrung: optische Phänomene und deren Physik stehen im Vordergrund, der notwendige mathematische Apparat wird behutsam entwickelt. Überarbeitet und erweitert: alle Kapitel wurden mit Blick auf noch bessere Verständlichkeit kritisch geprüft und aktualisiert. Komplett neu: umfangreiches Kapitel zu Metamaterialoptik. 'Optik und Photonik' richtet sich an Bachelor- und Master-Studierende der Physik, Materialwissenschaften und Ingenieurwissenschaften.

Das Lehrbuch "Fundamentals of Human Physiology" bietet eine umfassende Untersuchung der grundlegenden qualitativen und quantitativen Aspekte der menschlichen Physiologie. Es behandelt biologische und physiologische Prozesse aus einer quantitativen Perspektive und zeigt auf, wie physiologische Probleme mathematisch formuliert werden können, beginnend mit einfachen physikalischen Gesetzen. Die Themen reichen von der Statik und Dynamik der Zirkulation über die Kraft-Längen- und Kraft-Geschwindigkeitsbeziehungen von Muskeln und Sarkomeren bis hin zu den allgemeinen Funktionen der Niere und der verschiedenen Abschnitte des Nephrons. Das Buch ist eine wertvolle Lernressource für Studierende der Humanphysiologie in den Bereichen Medizin, Biomedizin, biomedizinische Technik und Biophysik. Ein grundlegendes Verständnis von Mathematik und Physik ist ausreichend, um den Inhalt zu erfassen.

Das Buch "Mechanics of Materials" bietet eine umfassende Einführung in die Konzepte der Materialmechanik, die für Studierende in technischen und ingenieurwissenschaftlichen Programmen von Bedeutung sind. Es richtet sich an Lernende in zwei- und vierjährigen Studiengängen sowie an Studierende von Berufsschulen und technischen Instituten. Durch die Anwendung der Prinzipien und Gesetze der Mechanik und Physik vermittelt das Werk grundlegende Kenntnisse, die für die Analyse und das Design von Materialien, Strukturen und Maschinenkomponenten erforderlich sind. Die Inhalte sind so gestaltet, dass sie sowohl angehenden als auch praktizierenden Ingenieuren und Technikern aus verschiedenen Disziplinen, darunter Maschinenbau, Bauingenieurwesen, Chemieingenieurwesen und Elektrotechnik, zugänglich sind. Das Buch ist besonders geeignet für diejenigen, die ein fundiertes, algebra- und trigonometriebasiertes Lehrbuch zur Materialmechanik suchen.

Das Lehrbuch enthält eine umfangreiche und aktuelle Darstellung der numerischen Behandlung von Anfangswertproblemen gewöhnlicher Differentialgleichungen und differentiell-algebraischer Systeme. Neben theoretischen Fragestellungen werden praktische Aspekte der Implementierung und Anwendung von Verfahren und von Software diskutiert. Das Buch eignet sich für Studierende der Mathematik, Informatik, Physik und Ingenieurwissenschaften an Universitäten und Fachhochschulen. Vorausgesetzt werden Kenntnisse der Analysis, der linearen Algebra und der Numerischen Mathematik, wie sie in den Mathematik-Grundvorlesungen geboten werden. Der Inhalt umfasst nichtsteife Differentialgleichungen - theoretische Grundlagen, Einschrittverfahren, explizite Extrapolationsverfahren, lineare Mehrschrittverfahren, explizite Peer-Methoden und den numerischen Vergleich nichtsteifer Integratoren sowie steife Differentialgleichungen.

Die Finite-Elemente-Methode ist eine grundlegende mathematische Technik zur Behandlung von Differentialgleichungs- und Variationsproblemen, die in Physik und Mechanik, im Bau- und Ingenieurwesen sowie in Elektrotechnik und Mechatronik auftreten. Das vorliegende Buch ist die vierte Auflage des bewährten Standardwerks der drei Autoren. Es ist speziell für Naturwissenschaftler und Ingenieure geeignet, die die mathematischen Grundlagen der Methode kennenlernen wollen. Das Lehrbuch wurde gründlich überarbeitet, zudem u.a. durch Hinweise auf unstetige Galerkin-Methoden und verschiedene Varianten von a posteriori Fehlerabschätzungen sowie Literatur- und Softwareverweise auf den aktuellen Stand gebracht.

Dieses Lehrbuch gibt eine Einführung in die Elektrodynamik und richtet sich an Studierende der Physik, die diese Vorlesung besuchen. Besonderen Wert hat Torsten Fließbach auf eine gut lesbare, verständliche und prägnante Darstellung gelegt. So werden die einzelnen Schritte ausführlich dargestellt und besprochen. Als Erstes werden die mathematischen Hilfsmittel für die Elektrodynamik kompakt zusammengefasst. Der zweite Teil behandelt die Elektrostatik, der dritte die Magnetostatik. Ausgehend vom Experiment werden die Feldgleichungen motiviert und unterschiedliche Lösungsmethoden diskutiert. Im vierten Teil wird die Maxwellsche Theorie behandelt, die die Kopplung von elektrischen und magnetischen Feldern zeitabhängig beschreiben. Besonderer Fokus liegt auf der relativistischen Struktur der Elektrodynamik, die ausführlich besprochen wird. Im fünften Teil werden Anwendungen wie beispielsweise Hohlraumwellen, die Strahlung beschleunigter Ladungen, Streuung von Licht und der Schwingkreis besprochen. Der sechste Teil beschäftigt sich mit der Aufstellung der mikroskopischen Maxwellgleichungen in Materie und der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen in Materie. Im anschließenden Teil sind die grundlegenden Prinzipien der Optik zusammengefasst. Torsten Fließbachs Lehrbuchreihe zur Theoretischen Physik umfasst die folgenden Bände: Mechanik, Elektrodynamik, Quantenmechanik, Statistische Physik und ein begleitendes Arbeitsbuch. Außerdem ist von ihm das Buch „Die relativistische Masse“ erschienen.

Dieses Lehrbuch bietet eine gute Grundlage für das tiefere Eindringen in die Theorie elektrischer und magnetischer Felder. Eine übersichtliche Systematik und die Konzentration auf wesentliche Sachverhalte sind die Vorzüge dieses Buches, das auch die Zusammenhänge zu anderen Fachgebieten – wie Fragen der mathematischen Physik – herstellt. Numerische Methoden zur Lösung feldtheoretischer Fragestellungen werden in ihrer grundsätzlichen Vorgehensweise verständlich erläutert und in ihrer Leistungsfähigkeit verglichen. Studierende der Elektrotechnik sowie Praktiker werden schrittweise von einfachen Definitionen physikalischer Größen zu schwierigen Begriffen und Verfahren hingeführt.

Dieses Lehrbuch beschreibt die Prinzipien und Konzepte der quantenhaften Solarenergiewandlung, der Photovoltaik, konsistent mit physikalischen Formulierungen. Beginnend bei den Grundlagen zur Strahlungsquelle Sonne und den theoretischen Grenzen bei der Wandlung solarer Strahlung, über die grundlegenden Prinzipien der Photovoltaik bis zu realen Solarzellen und möglichen Konzepte zur Erhöhung der Ausbeute, ermöglicht das Buch einen Überblick über dieses, auch mit Blick auf eine dauerhafte und klimaneutrale Energieversorgung relevante Thema. Zum Verständnis der Wirkungsweise und der thermodynamischen Limits sind Kenntnisse und Beziehungen aus verschiedenen Gebieten der Physik notwendig, wie Festkörper- und Halbleiterphysik, Thermodynamik und Statistik, Optik und Elektrodynamik. Diese Beziehungen werden zur Erklärung der Funktion von Solarzellen in den vorliegenden Kapiteln im Vergleich mit bestehenden Werken sehr ausführlich dargestellt und in einem Anhang für interessierte Leserinnen und Leser vertieft. Der Inhalt dieses Buchs richtet sich dabei vornehmlich an Studierende im Bachelor- und Masterstudiengang von Natur- und Ingenieurwissenschaften, beispielsweise der Fachrichtungen Physik, Chemie, Umweltwissenschaften, Elektrotechnik und Informatik.

Die mathematischen Sätze gelernt? Die Formeln auch? Nun fehlt noch das Wichtigste: die Anwendung des Gelernten auf Probleme, die über ein einfaches Beispiel hinausgehen. Die mathematischen Werkzeuge, die man sich in jedem naturwissenschaftlichen Studium aneignet, lernt man schließlich erst bei der Bearbeitung von Problemen wirklich kennen. Jedoch kann das Lernen oft frustrierend werden, wenn man die Lösung nicht findet, die Lektüre diese als trivial abtut oder nur schlicht durch eine nackte Zahl ohne erläuternden Kommentar angibt. Das vorliegende Lehrbuch macht die Lesenden mit zentralen mathematischen Werkzeugen für den Physiker vertraut. Dabei werden wichtige Standardaufgaben sowie physikalische Problemstellungen ausführlich gelöst und parallel dazu die Lösungswege diskutiert. Der Schwerpunkt liegt insbesondere auf der Verknüpfung der verschiedenen Aufgaben, und zwar unabhängig vom Schwierigkeitsgrad, so dass das Lösen immer komplexerer Aufgaben schrittweise erleichtert wird. Infolgedessen sind die Lösungen keine bloße Ergänzung, sondern ein zentraler Bestandteil dieses Lehrbuchs.

Das Lehrbuch, in intensivem Austausch mit Studierenden entstanden, bereitet die Inhalte zur Elektrodynamik und Phänomenologischen Thermodynamik nach den gemeinsam gewonnenen Erfahrungen auf. Zunächst wird, nach Einführung der Größen und Definitionen, der Ladungstransport in Medien behandelt und wichtige Gesetzmäßigkeiten der Elektrostatik und des stationären Magnetfeldes abgeleitet. Darauf aufbauend wird die Physik der instationären Felder bis hin zu den Maxwell-Gleichungen entwickelt. Im zweiten Teil des Buches beginnt die Thermodynamik mit der Betrachtung von Temperatur und Wärmemenge hin zum Transport gemäß Wärmeleitung, Konvektion und Wärmestrahlung. Darauf folgen Zustandsänderungen des idealen Gases sowie der Erste und Zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Die kompakte Darstellung mit Zusammenfassungen am Ende der Kapitel und die zwei Komikfiguren Maus und Maulwurf, die durch den gesamten Stoffinhalt führen, erleichtern das Lernen. Das Eichhörnchen als weiterer auf der Frontseite gezeigter Begleiter weckt Interesse für das weitere Lehrbuch der Autoren zur Klassischen Mechanik.

Die Forschung und Anwendungsentwicklung in dem Bereich chemischer und biochemischer Sensoren ist weiterhin in einem schnellen Wachstum begriffen. Die Erfahrungen des letzten Jahrzehnts haben jedoch gezeigt, dass die erfolgreiche Entwicklung solcher Sensoren, die auch den harten Routinebedingungen in den vielfältigen Anwendungsgebieten widerstehen, nur dann möglich ist, wenn Chemiker und Ingenieure kooperieren. Daher ist es das Ziel dieses Lehrbuches, sowohl Chemikern als auch Ingenieuren, Lebensmittel- und Biotechnologen in einer streng systematischen aber sehr praxisorientierten Darstellung die Technologie und die Anwendung chemischer Sensoren nahezubringen. Der interdisziplinäre Ansatz überbrückt die unterschiedlichen Denkweisen in Chemie, Physik und Ingenieurwissenschaften erfolgreich.

Diese Sammlung detailliert ausgearbeiteter Übungsaufgaben ergänzt das Lehrbuch "Strömungslehre" des Autors und veranschaulicht den Lehrstoff durch Beispiele. In den Aufgaben wird die Umsetzung der wenigen grundlegenden Sätze der Strömungslehre zur Lösung einer Vielfalt konkreter Probleme gezeigt und dadurch die Fähigkeit zur mathematischen Modellierung praktischer Probleme entwickelt. Die zweite Auflage enthält darüber hinaus nichtausgearbeitete Prüfungsaufgaben sowie Aufgaben zur kartesischen Tensorschreibweise. Das Buch wendet sich an Studenten des Maschinenbaus, der allgemeinen Ingenieurwissenschaften, der Physik und der angewandten Mathematik.

Als einführendes Lehrbuch in die Teilchenastrophysik konzipiert wendet sich dieses Werk an Studenten der Physik und Astronomie ab dem Vordiplom. Kurz und prägnant werden die Grundlagen der Relativitätstheorie und der Quantenmechanik vorgestellt, bevor das Standardmodell der Teilchenphysik erläutert und die Zusammenhänge mit den heutigen Fragen aus Astrophysik und Kosmologie hergestellt werden. Mathematisch elementarer als die meisten Einführungen in die Teilchenphysik eignet sich dieses Buch sowohl begleitend zu einer Kursvorlesung als auch zum Selbststudium. Besonderer Wert wird auf pädagogische Aspekte gelegt: im Vordergrund stehen Anschaulichkeit, eine am tatsächlichen Denkprozess orientierte Darstellung und die Ausgewogenheit zwischen theoretischen, experimentellen und interpretatorischen Aspekten der modernen Astroteilchenphysik.

Dieses Lehrbuch ermöglicht bereits am Ende des Bachelors Physik eine Einführung in die Quantenfeldtheorie und die Grundlagen des Standardmodells der Teilchenphysik nachzuvollziehen. Besonderheiten : Mithilfe von Zusammenfassungen und Übungsaufgaben am Ende jedes Kapitels können Leser den Inhalt Revue passieren lassen und das erlernte Wissen anwenden. Der Inhalt : 1. Einführung.- 2.Teilchen in klassischer Mechanik und Quantenmechanik.- 3.Relativistische Wellengleichungen.- 4.Klassische Feldtheorie.- 5.Quantentheorie freier Felder.- 6.Wechselwirkende Felder.- 7.Störungstheorie.- 8.Quantenelektrodynamik.- 9.Abelsche und nichtabelsche Eichtheorien.- 10.Phänomenologie der starken Wechselwirkung.- 11.Quantenchromodynamik.- 12.Phänomenologie der schwachen Wechselwirkung.- 13.Das Glashow-Salam-Weinberg-Modell der elektroschwachen Wechselwirkung.- 14.Das Standardmodell der Teilchenphysik.- 15.Neutrinomassen. Neuerungen (2. Aufl.): Die vorliegende zweite Auflage enthält zahlreiche Verbesserungen und Ergänzungen sowie online Lösungen zu den Übungsaufgaben für Dozentinnen und Dozenten. Die Zielgruppe: Das Buch zielt auf Studierende der Physik am Ende des Bachelors oder im Master und deren Lehrende. Es richtet sich auch an Studierende verwandter Fächer wie Ingenieurwissenschaften oder im Lehramt. Vorkenntnisse: Inhalte der Grundvorlesungen zur Theoretischen Physik im Bachelorstudiengang sind die Ausgangspunkte dieses Buches.

Dieses Lehrbuch bietet eine systematische Einführung in die Lineare Algebra und Analytische Geometrie auf universitärem Niveau. Schritt für Schritt werden zentrale Themen wie Vektorräume, lineare Abbildungen, Matrizen, Determinanten, Eigenwerttheorie sowie euklidische und unitäre Vektorräume entwickelt.Die mathematische Theorie wird klar dargestellt und durch vollständige Beweise nachvollziehbar aufgebaut. Dabei verbindet das Buch wissenschaftliche Präzision mit einer didaktisch verständlichen Darstellung, die den Zugang auch zu anspruchsvolleren Inhalten erleichtert.Zahlreiche Beispiele, Übungsaufgaben und ausführlich ausgearbeitete Lösungen unterstützen beim Lernen und Vertiefen des Stoffes. Dadurch eignet sich das Buch ideal für Vorlesungen, Prüfungsvorbereitung und Selbststudium in Mathematik, Informatik, Physik und Ingenieurwissenschaften.

Dieses Lehrbuch eignet sich als Fortsetzungskurs in Analysis nach den Grundvorlesungen im ersten Studienjahr. Die Vektoranalysis ist ein klassisches Teilgebiet der Mathematik mit vielfältigen Anwendungen, zum Beispiel in der Physik. Das Buch führt die Studierenden in die Welt der Differentialformen und Analysis auf Untermannigfaltigkeiten des Rn ein. Teile des Buches können auch sehr gut für Vorlesungen in Differentialgeometrie oder Mathematischer Physik verwendet werden. Der Text enthält viele ausführliche Beispiele mit vollständigem Lösungsweg, die zur Übung hilfreich sind. Zahlreiche Abbildungen veranschaulichen den Text. Am Ende jedes Kapitels befinden sich weitere Übungsaufgaben. Die Autoren bieten einen ganz besonderen Service an: Jeder Studierende, der beim Lösen der Übungsaufgaben auf Schwierigkeiten stößt, kann sich für Hilfestellung per E-Mail direkt an die Autoren wenden. In der ersten Auflage erschien das Buch unter dem Titel "Globale Analysis". Der Text wurde an vielen Stellen überarbeitet. Fast alle Bilder wurden neu erstellt. Inhaltliche Ergänzungen wurden u. a. in der Differentialgeometrie (Kapitel 5) sowie der Elektrodynamik (Kapitel 9) vorgenommen.

Dieses Buch begleitet den Leser auf drei unterschiedlichen Pfaden durch die Newtonsche Mechanik und ihre mathematischen Grundlagen. Die Autoren bieten damit verschiedene Zugänge zum gleichen Thema und ermöglichen so jedem Studierenden ein individuelles Verständnis der Theoretischen Mechanik zu entwickeln. Pfade durch die Theoretische Mechanik ist daher weit mehr als nur ein weiteres Mechanik-Lehrbuch. Vielmehr führen die Autoren den Leser am Beispiel der Newtonschen Mechanik in Konzepte und Denkweisen der Theoretischen Physik ein. Das Buch umfasst dabei den Inhalt einer ersten Vorlesung über Klassische Mechanik im Bachelorstudium und auch weiterführende Aspekte, insbesondere eine geometrische Behandlung der Newtonschen Mechanik. Die Pfade A, B und C behandeln die Mechanik - A - anschaulich und intuitiv, - B - axiomatisch und formal, - C - geometrisch und abstrakt. Damit bietet das Buch einen leichten Einstieg in die Theoretische Mechanik für Leser ohne mathematische Vorkenntnisse und führt schrittweise in fortgeschrittene Methoden ein, was es auch für Studierende höherer Semester interessant macht. Die benötigten mathematischen Grundlagen werden parallel zur Physik entwickelt und in eigenen Abschnitten kompakt und übersichtlich dargestellt. Zahlreiche kommentierte Literaturverweise vermitteln ein en Überblick über die vielen Lehrbücher zur Theoretischen Mechanik. Das Buch dient als Leitfaden für das eigene Studium und enthält auch zahlreiche ausführlich erläuterte Anwendungen und Aufgaben. Der vorliegende Band ist der erste eines zweiteiligen Werks der Autoren zur Theoretischen Mechanik.

Dieses Lehrbuch verknüpft die mathematischen Grundlagen der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie mit zahlreichen Anwendungsgebieten aus Physik und Astronomie. Neben der Diskussion von klassischen Experimenten, welche die Vorhersagen der Relativitätstheorie bestätigen, wird ein Fokus auf die Kosmologie als Anwendung der Relativitätstheorie gesetzt. Die Behandlung der Physik kompakter stellarer Objekte, d. h. von weißen Zwergen, Neutronensternen und Schwarzen Löchern, mit einem kurzen Abschnitt zur Entstehung und Entwicklung von Sternen runden die Darstellung ab. Einen besonderen Schwerpunkt legen die Autoren auf die relativistische Visualisierung. In zwei Kapiteln bekommt der Leser einen Überblick über verschiedene Techniken in der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie. Anhand von Beispielen können die der Alltagserfahrung scheinbar widersprechenden Vorhersagen der Relativitätstheorie besser fassbar gemacht werden. Die daraus gewonnenen Abbildungen und begleitenden Videos, die über die SN More Media App zugänglich sind, erweitern das Verständnis der im Text behandelten Themen. In der vorliegenden zweiten Auflage haben die Autoren vor allem neuere Entwicklungen (z.B. zum Thema Gravitationswellen) aufgenommen und zudem viele kleinere Verbesserungen und Ergänzungen vorgenommen. Das Buch richtet sich besonders an Studierende der Physik und verwandter Studiengänge, die sich einen Überblick über die Relativitätstheorie und ihre Anwendungsgebiete verschaffen möchten, aber auch interessierte Laien können damit interessante Einsichten gewinnen.