50 Schlüsselideen Physik by Joanne Baker, Bernhard Gerl

By Joanne Baker, Bernhard Gerl

Dieses Buch nimmt sie mit auf eine spannende Entdeckungsreise durch die Welt der Physik, durch Mikro- und Makrokosmos: Lernen Sie die wichtigsten historischen Meilensteine kennen, verstehen Sie die Naturgesetze, dringen Sie vor zu den Grenzen des Wissens und philosophieren Sie mit über die ganz großen Fragen unserer Welt! Nachvollziehbar und für einen breiten Leserkreis verständlich erklärt Joanne Baker jede der „50 Schlüsselideen" auf zwei Doppelseiten – knapp und informativ, (fast) ohne Formeln, dafür mit informativen Exkursen, biographischen Skizzen, Bildern und Zeitleisten. Station für Station vermittelt Ihnen diese Reise ein Gefühl für das Gedankengebäude der modernen Physik.

Der Bogen des Buches ist dabei weit gespannt: vom absoluten Nullpunkt bis zur Allgemeinen Relativitätstheorie, von Newton bis Neutron, von Lichtbrechung bis Raumzeit, von Thermodynamik bis Teleportation, von Schrödingers Katze bis zur String-Theorie.

Das Mach'sche Prinzip -- Newtons Bewegungsgesetze -- Die Kepler'schen Gesetze -- Newtons Gravitationsgesetz -- Energieerhaltung -- Einfache harmonische Schwingungen -- Das Hooke'sche Gesetz -- Die Zustandsgleichung des idealen Gases -- Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik -- Der absolute Nullpunkt -- Die Brown'sche Bewegung -- Die Chaostheorie -- Die Bernoulli-Gleichung -- Newtons Farbtheorie -- Das Huygens'sche Prinzip -- Das Snellius'sche Gesetz -- Die Bragg'sche Gleichung -- Die Fraunhofer-Beugung -- Der Doppler-Effekt -- Das Ohm'sche Gesetz -- Flemings Rechte-Hand-Regel -- Die Maxwell'schen Gleichungen -- Das Planck'sche Strahlungsgesetz -- Der photoelektrische Effekt -- Die Schrödinger-Gleichung -- Die Heisenberg'sche Unbestimmtheitsrelation -- Die Kopenhagener Deutung der Quantentheorie -- Schrödingers Katze -- Das EPR-Paradoxon -- Das Pauli-Prinzip -- Supraleitung -- Rutherfords Atommodell -- Antimaterie -- Kernspaltung -- Kernfusion -- Das Standardmodell -- Die Feynman-Diagramme -- Das Higgs-Boson -- Die String-Theorie -- Die Spezielle Relativitätstheorie -- Die Allgemeine Relativitätstheorie -- Schwarze Löcher -- Das Olbers'sche Paradoxon -- Die Hubble-Konstante -- Der Urknall -- Die kosmische Inflation -- Dunkle Materie -- Die kosmologische Konstante -- Das Fermi-Paradoxon -- Das anthropische Prinzip

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Der Zusammenhang zwischen ten an die Zukunft der Druckänderung und Geschwindigkeitsänderung führt zum BeiLuftfahrt, abgesehen von spiel dazu, dass Winde aus Gebieten mit hohem in solche mit Heißluftballons, und erniedrigem Luftdruck wehen. Mit solchen Programmen versuchte warte nicht, jemals zu höman auch 2005, den Weg des Hurrikans Katrina in Richtung der ren, dass die gegenwäramerikanischen Küste vorherzusagen. Eng mit Bernoullis Gleichung verbunden sind andere, auch auf tig unternommenen Versuche ein günstiges Erden Erhaltungssätzen beruhende Formeln, die weitere Aspekte gebnis liefern.

Dort kann man den Bereich der Verhaltensweisen ablesen, die ein bestimmtes chaotisches System annimmt, und darin findet man die Attraktoren (auch als „seltsame Attraktoren“ bezeichnet). Ein berühmtes Beispiel ist der Lorenz-Attraktor, der wie eine Reihe überlappender, gegeneinander verschobener und verzerrter Achten aussieht. Das Ganze ähnelt ausgerechnet einem Schmetterling. Die Chaostheorie wurde erforscht, als auch die Fraktale entdeckt wurden. Beide Arbeitsgebiete sind eng verwandt. Die Attraktor-Bilder von Lösungen chaotischer Systeme können Fraktale sein mit einer Feinstruktur, die in vielen Maßstäben gleich bleibt.

Heute gehört das Perpetuum Mobile in die Werkstatt exzentrischer Bastler. Maxwells Dämon Seit der Entdeckung des zweiten Hauptsat- Die Gesetze der Thermodynamik, anders formuliert Erster Hauptsatz: Du kannst nicht gewinnen. (ᮣ Kapitel 5) Zweiter Hauptsatz: Du kannst nur verlieren. (ᮣ dieses Kapitel) Dritter Hauptsatz: Du kannst nicht aus diesem Spiel aussteigen. (ᮣ Kapitel 10) zes versuchen die Wissenschaftler, Situationen zu finden, in denen er nicht gilt. Zu den am heftigsten diskutierten Vorschlägen gehört das folgende Gedankenexperiment des schottischen Physikers James Clerk Maxwell aus den 1860er-Jahren: Stellen Sie sich zwei direkt nebeneinander stehende, gleich warme Behälter vor, die Gas enthalten.

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