Vorlesung ” Physik für Studierende der Ingenieurwissenschaften

Vorlesung
Physik für Studierende der Ingenieurwissenschaften“ (WS 2004/2005)
”
Vollständiges Inhaltsverzeichnis (07.02.2005)
1. Mechanik eines Massepunktes
1.1. Geschwindigkeit und Beschleunigung.
1.2. Gleichförmige Kreisbewegung.
1.3. Newtonsche Axiome.
1.4. Energiesatz der Mechanik.
1.4.1. Arbeit und Leistung.
1.4.2. Potentielle Energie.
1.4.3. Energiesatz der Mechanik.
1.4.4. Zusammenhang zwischen konservativem Kraftfeld und Potential.
1.5. Drehimpuls und Drehmoment.
1.6. Keplersche Gesetze.
2. Systeme von Massepunkten
2.1. Masseschwerpunkt S.
2.2. Drehimpuls eines Teilchensystems.
2.3. Stöße zwischen zwei Teilchen.
3. Dynamik starrer ausgedehnter Körper
3.1. Kräfte und Kräftepaare.
3.2. Trägheitsmoment und Rotationsenergie.
3.3. Steinersche Satz.
3.4. Bewegungsgleichung der Rotation eines starren Körpers.
4. Thermodynamik
4.1. Ideales Gas.
4.2. Boyle–Mariottsches Gesetz.
4.3. Barometrische Höhenformel.
4.4. Druck eines idealen Gases.
4.5. Thermische Ausdehnung fester und flüssiger Körper.
4.6. Wärmeleitung in einem homogenen Stab.
4.7. Wärmemenge und spezifische Wärme.
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4.8. Hauptsätze der Thermodynamik.
4.9. Wärmekraftmaschine.
5. Mechanische Schwingungen und Wellen
5.1. Freier ungedämpfter Oszillator.
5.2. Freier gedämpfter Oszillator.
5.3. Erzwungene Schwingung.
5.4. Energiebilanz bei der Schwingung eines Massepunktes.
5.5. Gekoppelte Federpendel.
5.6. Mechanische Wellen.
6. Elektrostatik
6.1. Coulomb–Gesetz.
6.2. Elektrisches Feld.
6.2.1. Elektrischer Kraftfluss.
6.3. Elektrostatisches Potential.
6.3.1. Potentialgleichung.
6.3.2. vecE für spezielle Ladungsverteilungen.
6.4. Kondensator.
6.4.1. Parallel– und Serienschaltung von Kondensatoren.
6.4.2. Dielektrische Polarisation.
7. Elektrischer Strom
7.1. Elektrische Leitfähigkeit.
8. Statische Magnetfelder
8.1. Magnetfeld stationärer Ströme.
8.1.1. Magnetischer Kraftfluss und magnetische Spannung.
8.1.2. Magnetfeld eines geraden Stromleiters.
8.1.3. Kräfte auf bewegte Ladungen im Magnetfeld.
8.1.4. Definition der Stromstärkeeinheit 1 A.
8.2. Magnetismus.
9. Zeitlich veränderliche Felder
9.1. Faradaysches Induktionsgesetz.
9.2. Induktivität.
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9.3. Verschiebestrom.
9.4. Elektrotechnische Beispiele.
9.4.1. Wechselstromgenerator.
9.4.2. Wechselstrom.
9.4.3. Transformator.
10. Elektromagnetische Schwingungen und Wellen
10.1. Elektromagnetischer Schwingkreis.
10.2. Hertzscher Dipol.
10.3. Elektromagnetische Wellen im Vakuum.
10.3.1. Wellengleichung.
10.3.2. Ebene elektromagnetische Welle im Vakuum.
10.3.3. Periodische Wellen.
10.3.4. Polarisation von EM–Wellen.
10.3.5. Magnetfeld EM–Wellen.
10.3.6. Eindimensionale stehende EM–Welle.
10.3.7. Energie– und Impulstransport EM-Wellen.
10.4. Elektromagnetische Wellen in Materie.
10.4.1. Snellsches Brechungsgesetz.
10.4.2. Totalreflexion.
10.4.3. Frequenzverdopplung.
10.4.4. Brewsterwinkel.
10.5. Interferenz und Beugung.
10.5.1. Michelson–Interferometer.
10.5.2. Interferenz am Transmissionsgitter.
10.6. Abbildungsgleichung für dünne Linsen.
11. Einführung in die Quantenmechanik
11.1. Photoeffekt.
11.2. Plancksches Strahlungsgesetz.
11.2.1. Rayleigh–Jeanssches Strahlungsgesetz.
11.2.2. Plancksches Strahlungsgesetz.
11.3. Compton Effekt.
11.4. de–Broglie-Wellenlänge.
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12. Kern– und Teilchenphysik
12.1. Atommodelle.
12.2. Kernumwandlung.
12.3. Elementarteilchen.
13. Festkörperphysik
13.1. Kristallgitter.
13.2. Kristallbindung.
13.3. Gitterschwingungen.
13.4. Freies Elektronengas und Ohmsches Gesetz.
13.5. Energiebänder.