physik lehrbücher

Dieser Buchtitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieser Titel erschien in der Zeit vor 1945 und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.

§ 1. Abgrenzung und Aufgaben der Physik. Das Wort Physik bedeutete ursprüng lich Lehre von der Natur. In diesem allgemeinen Sinne ist also die gesamte Natur, soweit sie beobachtbar, d. h. unseren Sinnen und Meßgeräten zugänglich ist, Gegenstand der Physik. Einzelne Zweige der Physik als der allgemeinen Natur lehre haben sich im Laufe der Zeit zu besonderen selbständigen Wissenschaften ent · wickelt, so die sich mit der belebten Natur befassenden Wissengebiete, wie die Biologie, dann die Astronomie, welche die physikalischen Vorgänge im Kosmos untersucht, und die Chemie, welche die stoffiichen Veränderungen der Körper, d. h. die Reaktionen der Atome und Moleküle betrachtet und daher auch als die "Physik 1 der Atomgruppierungen" bezeichnet werden kann . Sondern wir diese verschiedenen Teilgebiete aus, so bleibt für die Physik im heutigen, engeren Sinne als Aufgabe, die Grundgesetze der unbelebten Welt sowie die hier wirksamen Kräfte und Energiebeziehungen aufzudecken. Es ist dann Sache der anderen Wissenschaften, wie der Biologie, Medizin, Chemie und ins besondere auch der Technik, sich die Erkenntnisse der Physik zunutze zu machen. Die zielbewußte praktische Anwendung physikalischer Erkenntnisse im großen hat unter anderem die moderne Technik hervorgebracht. Jede neue physikalische Entdeckung führt früher oder später zu neuen technischen Möglichkeiten. Als Beispiel nennen wir nur die Entwicklung von der durch FARADAY entdeckten elektromagnetischen Induktion bis zur heutigen Wechselstromtechnik. So ist die Physik als Quelle neuer Entwicklungen und prinzipiellen Fortschritts die Grund wissenschaft für alle Naturwissenschaften einschließlich der Technik. Man kann ohne Übertreibung sagen: Die Physik von heute bestimmt die Technik von morgen.

Unveränderter Nachdruck der Originalausgabe von 1856. Der Verlag Anatiposi gibt historische Bücher als Nachdruck heraus. Aufgrund ihres Alters können diese Bücher fehlende Seiten oder mindere Qualität aufweisen. Unser Ziel ist es, diese Bücher zu erhalten und der Öffentlichkeit zugänglich zu machen, damit sie nicht verloren gehen.

Fiir den vorliegenden dritten Band dieses Lehrbuches der theoreti schen Physik gelten entsprechend die im Vorwort des ersten Bandes skizzierten Gedanken. Aus dem schier uferlosen Stoff wie aus der Viel zahl mathematischer Methoden war eine Auswahl zu treffen, die mog lichst geradlinig zu den Gegenstanden und Problemen un serer heutigen Epoche hinfUhrt. Diese Auswahl war gelenkt von dem Grundgedanken, daB die Atomphysik, im weitesten Sinne dieses Wortes von der Struktur des fest en Korpers bis zur Genetik der Elementarteilchen reichend, iden tisch ist mit der Physik unseres Zeitalters iiberhaupt. Angewandt auf die Elektrodynamik und Optik bedeutet dieser Grund satz, daB sich die Darstellung besonders zwei Ziele setzen muB. Das eine Ziel ist das Verstandnis des elektrischen Aufbaus der Ma terie. Das hat zur Folge eine starke Ausrichtung auf atomare Modell betrachtungen hin, die zwar auBerhalb des strengen Rahmens der Max wells chen Theorie liegen, ohne die aber ein tieferes physikalisches Ver standnis doch nicht moglich ist. Die Grenzen, welche klassischen und halbklassischen Betrachtungen dieser Art notwendig gesetzt sind, werden natiirlich iiberall angedeutet; hier wird der korrekten quantentheoreti schen Behandlung der beiden folgenden Bande vorgearbeitet.

wald (Band 2: Elektrizitätslehre), Herr Prof. Seit Jahrzehnten gibt der "Grimsehl" aufgrund Dr. Haferkorn (Band 3: Optik) und Herr Prof. seines bewährten didaktischen Aufbaues, durch Dr. Lösche (Band 4: Struktur der Materie) ge eine ausführliche und gut faßliche Behandlung wonnen werden. des Gesamtgebietes der Physik, dank vieler Hin weise auf Zusammenhänge zwischen den einzel In Verbindung mit der Modernisierung der Buch~ gestaltung erfolgte eine grundlegende inhaltliche nen Teilgebieten der Physik und besonders durch zahlreiche anschauliche Beispiele wertvolle Unter und stilistische überarbeitung. Dabei wurden stützung bei der Grundlagenausbildung von Phy die Grundsubstanz des Werkes und seine charak teristischen Eigenschäften, speziell Faßlichkeit sikern, anderen Naturwissenschaftlern, Lehrern und Ingenieuren. Auch die Absolventen dieser und Anschaulichkeit, beibehalten. Fachrichtungen verwenden dieses Werk oft zum Durch kompaktere Darstellung und Umstellung der Stoft"anordnung konnte Platz gewonnen wer Nachschlagen einzelner Abschnitte. In allen Stellungnahmen und Einschätzungen von den für die Neuaufnahme von wesentlichen wissenschaftlichen Institutionen und Hochschul modernen Gebieten der Physik und für die Dar lehrern, von seiten der Lehrmittelkommission stellung von aktuellen Zusammenhängen zwi Physik,· des Ministeriums für Hoch- und Fach schen theoretischen Erkenntnissen und prakti schulwesen und der PhysikaIischen Gesellschaft schen Anwendungen. Bei der Überarbeitung er der DDR wurde übereinstimmend zum Ausdruck folgte eine inhaltliche Anpassung an die Lehr gebracht, daß der "Grimsehl" als bedeutendes programme für die Physikausbildung an Universi Standardwerk weitergeführt werden sollte. Dank täten und Hochschulen.

Lehrbuch zur kosmischen Physik vom Chemie-Nobelpreisträger Svante Arrhenius, im Original 1903 erschienen.

Physik kann ganz schön kompliziert sein, besonders wenn es etwas mehr in die Tiefe geht. Dass man aber auch komplizierte Dinge leicht verständlich und bisweilen amüsant erklären kann, beweist dieses Buch. Wilhelm Kulisch und Regine Freudenstein erklären Ihnen umfassend, was es so zur Physik zu wissen gibt. Sie erläutern, was Sie zu Mechanik, Kontinuumsmechanik, Schwingungen, Wellen, Eletromagnetismus, Thermodynaik und Optik wissen sollten. Aber auch die makroskopische und mikroskopische Moderne Physik kommen mit Relativitätstheorie und Quantenphysik nicht zu kurz. Zahlreiche Übungsaufgaben mit Lösungen runden das Buch ab und so ist dies das perfekte Buch für Einsteiger und Fortgeschrittene.

Lehrbuch der Physik

Lehrbuch der Physik

Unveränderter Nachdruck der Originalausgabe von 1868.

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Unveränderter Nachdruck der Originalausgabe von 1896. Der Verlag Antigonos spezialisiert sich auf die Herausgabe von Nachdrucken historischer Bücher. Wir achten darauf, dass diese Werke der Öffentlichkeit in einem guten Zustand zugänglich gemacht werden, um ihr kulturelles Erbe zu bewahren.

Erst mit dem vorliegenden vierten Bande dieses Lehrbuches wird dessen Gesamtanlage deutlich erkennbar und ein wesentliches Stiick jenes Programms erfilllt, das ich im Vorwort des ersten Bandes skizziert habe: Die Quantenmechanik ist das eigentliche Herzstiick des Ganzen, und der Aufbau der klassischen Physik bahnt den Weg, urn zu ihr hin zu gelangen. Auch dieser vierte Band ist auf zahlreiche, yom Verfasser gehaltene Vorlesungen aufgebaut, begonnen mit den ersten, auf Anregung MAX VON LAVES untemommenen Versuchen des Berliner Privatdozenten zu An fang der vierziger Jahre und den unter RICHARD BECKERs und HANS KOPFERMANNS Auspizien in der kritischen Atmosphare der ersten Nach kriegszeit gehaltenen Gottinger Vorlesungen, sind diese Kollegs in fort wahrender Wiederholung un!1 Ausgestaltung in Marburg ausgereift, teil weise durch speziellere Gastvorlesungen in Amerika und Frankreich erweitert und an anderen Horerkreisen iiberpriift, schlieBlich im ver gangenen J ahr in einem zusammenhangenden Zweisemesterkurs von vier Wochenstunden in Freiburg zu einem gewissen AbschluB gebracht worden. 1st dadurch eine Verzogerung in der schon ein Jahr friiher ge planten Veroffentlichung eingetreten, so ist sie doch gewiB der Qualitat des nunmehr vorliegenden Bandes zugute gekommen . . Wie in den vorhergehenden Banden sind auch hier Stoffauswahl und Darstellungsweise so gewahlt, daB ein moglichst groBer Kreis angespro chen wird.

Die Theorie als ordnendes Prinzip des Erkennens.- A. Mechanik der Massenpunkte und starren Körper.- I. Die freie Bewegung des einzelnen Massenpunktes.- II. Mechanik eines Systems von vielen Massenpunkten.- III. Die Bewegung des starren Körpers.- IV. Die Prinzipien der Dynamik.- V. Die Hamilton-Jacobische Theorie.- *VI. Periodische und bedingt periodische Bewegungen.- VII. Der Übergang zur Wellenmechanik.- B. Mechanik der Kontinua.- I. Bewegungen und Spannungen in einem Kontinuum.- II. Elastizitätstheorie.- III. Einfache Anwendungen der Elastizitätstheorie.- IV. Elastische Wellen und Eigenschwingungen.- V. Eigenschwingungen elastischer Körper.- VI. Die Grundgleichungen der Hydrodynamik.- VII. Ideale Flüssigkeiten.- VIII. Zähe Flüssigkeiten.- IX. Kapillarität.- X. Zeitlich veränderliche Strömungen. Schallwellen.- XI. Gasdynamik.- C. Elektrodynamik.- I. Elektrostatik.- II. Das stationäre elektrische Feld.- III. Das Magnetfeld des stationären Stromes.- IV. Das quasistationäre Feld.- V. Vierpoltheorie der Schaltungen.- VI. Das schnellveränderliche elektromagnetische Feld.- VII. Die Entstehung elektrischer Wellen.- D. Optik.- I. Fortpflanzung, Reflexion und Brechung des Lichtes.- II. Geometrische Optik.- III. Interferenz.- IV. Beugung.- V. Kristalloptik.- E. Elektrodynamik bewegter Körper. Relativitätstheorie.- I. Die Theorie des ruhenden elektromagnetischen Äthers.- II. Die Lorentz-Transformation.- III. Lorentz-invariante Elektrodynamik.- IV. Spezielle Relativitätstheorie.- V. Probleme der allgemeinen Relativitätstheorie.- F. Thermodynamik.- I. Zustandsgrößen und Zustandsgieichung.- II. Die Hauptsätze der Thermodynamik.- III. Die thermodynamischen Funktionen und die thermodynamischen Differentialgleichungen.- IV. Einfache Anwendungen.- V. Dieabsoluten Zahlwerte der thermodynamischen Funktionen. Nernstsches Theorem.- VI. Grenzgebiete der Thermodynamik.- VII. Wärmestrahlung.- VIII. Thermodynamik irreversibler Prozesse.- IX. Die Wärmeleitung.

Mit dem vorliegenden Einführungsbande übergebe ich den ersten Teil eines auf insgesamt fünf Bände bemessenen Unterrichtswerkes für theoretische Physik der Öffentlichkeit. Alle fünf Bände sind organisch herausgewachsen aus einer zwanzigjährigen Lehrtätigkeit an den Uni versitäten Berlin, Königsberg, Göttingen und vor allem Marburg. Da die deutsche Literatur auf dem Gebiet solcher Lehrbücher eine beachtliche Tradition besitzt, innerhalb deren so hervorragende Werke wie die von PLANCK und SOMMERFELD bestehen -um nur die bedeu tendsten Namen zu nennen, denen sich der Verfasser selbst zutiefst verpflichtet fühlt -, bedarf es einer etwas eingehenderen Begründung, wenn ein neuer Versuch unternommen wird. Die Ursache ist im Grunde einfach. Die genannten Werke sind bei aller Schönheit im einzelnen wie in der Gesamtkonzeption, die ihre Benutzung auch heute noch zu einem Genuß machen können, aus einer Idee heraus geschrieben, die nicht mehr dem Bilde entspricht, das die Physik heute darbietet. Der tiefe Einschnitt, der die Physik vor Begrün dung der Quantenmechanik von der heutigen Physik nach Begründung der Quantenmechanik trennt, kommt im Aufbau dieser Werke noch nicht zum Ausdruck. Dort ist die Quantentheorie vielmehr ein Appendix an den in sich geschlossenen Bau der klassischen Physik; eben diese klassi sche Physik darzustellen, ist das Anliegen der Verfasser, und die klare Durchsichtigkeit, die innere Harmonie dieses Baues soll etwas von ihrer klassischen Ausgeglichenheit und in sich ruhenden Schönheit auf den Lernenden ausstrahlen. Dies Ziel kann in sehr verschiedenen Formen, je nach Temperament und Anlage des Verfassers angestrebt werden.

Erst mit dem vorliegenden vierten Bande dieses Lehrbuches wird dessen Gesamtanlage deutlich erkennbar und ein wesentliches Stuck jenes Programms erftillt, das ich im Vorwort des erst en Bandes skizziert habe: Die Quantenmechanik ist das eigentliche Herzsttick des Ganzen, und der Aufbau der klassischen Physik bahnt den Weg, urn zu ihr hin zu gelangen. Auch dieser vierte Band ist auf zahlreiche, vom Verfasser gehaltene Vorlesungen aufgebaut, begonnen mit den ersten, auf Anregung MAX VON LAUES unternommenen Versuchen des Berliner Privatdozenten zu An fang der vierziger Jahre und den unter RICHARD BECKERS und HANS KOPFERMANNS Auspizien in der kritischen Atmosphare der erst en Nach kriegszeit gehaltenen Gottinger Vorlesungen, sind diese Kollegs in fort wahrender Wiederholung und Ausgestaltung in Marburg ausgereift, teil weise durch speziellere Gastvorlesungen in Amerika und Frankreieh erweitert und an anderen Horerkreisen tiberprtift, schlieBlich im ver gangenen J ahr in einem zusammenhangenden Zweisemesterkurs von vier Wochenstunden in Freiburg zu einem gewissen AbschluB gebracht worden. 1st dadurch eine Verzogerung in der schon ein Jahr frtiher ge planten Veroffentlichung eingetreten, so ist sie doch gewiB der Qualitat des nunmehr vorliegenden Bandes zugute gekommen. Wie in den vorhergehenden Banden sind auch hier Stoffauswahl und Darstellungsweise so gewahlt, daB ein moglichst groBer Kreis angespro chen wird.

In den letzten Dekaden hat das Gebiet der klassischen dynamischen Systeme eine beachtliche Renaissance erlebt, und manches, was beim erst en Erscheinen dieses Kur ses als mathematisch zu hochgestochen erschien, ist heute Gemeingut der aktiven Physiker geworden. Das Ziel der Neuauflage ist es, . dieser Entwicklung zu dienen, indem ich versucht habe, das Buch leserfreundlicher zu gestalten und Fehler auszu merzen. Da schon die erste Auflage ffir eine einsemestrige Vorlesung reichlich beladen war, wurde neues Material nur in dem Mafie aufgenommen, als anderes weggelassen oder vereinfacht werden konnte. Eine Erweiterung muf3te jedoch das Kapitel mit dem Be weis des KAM-Satzes erfahren, urn dem neuen Trend in der Physik Rechnung zu tragen. Dieser besteht nicht nur in der Verwendung feinerer mathematischer Hilfs mittel, sondern auch in einer Neubewertung des Wortes "fundamental". Was frfiher als Schmutzeffekt abgetan wurde, erscheint heute als Folge eines tieferen Prinzips. Ja so gar diese Keplerschen Gesetze, welche die Radien der Planetenbahnen bestimmen und die man als mystischen Unsinn gerne verschwieg, scheinen in Richtung einer Wahrheit zu deuten, die sich oberflachlicher Betrachtung verschlief3t: SchachteluI). g vollkomme ner platonischer Korper ffihrt zu Verhaltnissen von Radien, die irrational sind, aber algebraischen Gleichungen niederer Ordnung genfigen. Gerade solche Irrationalzahlen lassen sich am schlechtesten durch rationale approximieren, und Bahnen mit diesem Radiusverhaltnis sind gegenfiber gegenseitigen Storungen am robustesten, da sie am wenigsten unter Resonanzeffekten leiden. In letzter Zeit wurden einige fiberraschende Resultate fiber chaotische Systeme gefunden, doch hat ten deren Beweise leider den Rahmen dieses Buches gesprengt und muf3ten unterbleiben.

Unveränderter Nachdruck der Originalausgabe von 1905.

Mit dem vorliegenden Einfuhrungsbande ubergebe ich den ersten Teil eines auf insgesamt funf Bande bemessenen Unterrichtswerkes fur theoretische Physik der Offentlichkeit. Alle funf Bande sind organisch herausgewachsen aus einer zwanzigjahrigen Lehrtatigkeit an den Uni versitaten Berlin, Konigsberg, Gottingen und vor allem Marburg. Da die deutsche Literatur auf dem Gebiet solcher Lehrbucher eine beachtliche Tradition besitzt, innerhalb deren so hervorragende Werke wie die von PLANCK und SOMMERFELD bestehen -um nur die bedeu tendsten Namen zu nennen, denen sich der Verfasser selbst zutiefst verpflichtet fuhlt -, bedarf es einer etwas eingehenderen Begrundung, wenn ein neuer Versuch unternommen wird. Die Ursache ist im Grunde einfach. Die genannten Werke sind bei aller Schonheit im einzelnen wie in der Gesamtkonzeption, die ihre Benutzung auch heute noch zu einem Genuss machen konnen, aus einer Idee heraus geschrieben, die nicht mehr dem Bilde entspricht, das die Physik heute darbietet. Der tiefe Einschnitt, der die Physik vor Begrun dung der Quantenmechanik von der heutigen Physik nach Begrundung der Quantenmechanik trennt, kommt im Aufbau dieser Werke noch nicht zum Ausdruck. Dort ist die Quantentheorie vielmehr ein Appendix an den in sich geschlossenen Bau der klassischen Physik; eben diese klassi sche Physik darzustellen, ist das Anliegen der Verfasser, und die klare Durchsichtigkeit, die innere Harmonie dieses Baues soll etwas von ihrer klassischen Ausgeglichenheit und in sich ruhenden Schonheit auf den Lernenden ausstrahlen. Dies Ziel kann in sehr verschiedenen Formen, je nach Temperament und Anlage des Verfassers angestrebt werden."