00b) Inhalt
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04.03.2015 Inhaltsverzeichnis Experimentalphysik I 1 Trimester: 6-stündig (Vorlesung + Übung) I. II. GRUNDLEGENDES 1. Geschichte der Physik 2. Wesen der Physik 3. Einheiten und Maße 3.1 Skalar 3.2 Vektor 3.3 Felder 3.4 Grundgrößen 3.5 Einheiten 3.6 Abgeleitete Größen 3.7 Dimensionsanalyse 3.8 Größenordnungsanalyse 3.9 Genauigkeit, signifikante Stellen MECHANIK 4. Kinematik 4.1 Bewegung in einer Dimension 4.1.1 Durchschnittsgeschwindigkeit 4.1.2 Momentangeschwindigkeit 4.1.3 Beschleunigung 4.2 Bewegung in mehreren Dimensionen 4.2.1 Vektoren 4.2.2 Geschwindigkeit 4.2.3 Beschleunigung 4.2.4 Sonderfall: Wurfbewegung 4.3 Kreisbewegung 4.3.1 Das Vektor- oder Kreuzprodukt 4.3.2 Zylinderkoordinaten 4.3.3 Winkelgeschwindigkeit 4.3.4 Winkelbeschleunigung 5. Dynamik: Kräfte, Newtonsche Gesetze 5.1 1. Newtonsche Gesetz: Trägheitsgesetz 5.2 2. Newtonsche Gesetz: Kraft und Masse 5.3 3. Newtonsche Gesetz: Actio = Reactio 5.4 Fundamentale Kräfte 5.4.1 Newtonsches Gravitationsgesetz 5.4.2 Erdbeschleunigung, Gewichtskraft 5.5 Bezugssysteme und Scheinkräfte 5.5.1 Inertialsysteme 5.5.2 Zentrifugalkraft 5.5.3 Corioliskraft 5.6 Kontaktkräfte 5.6.1 Federkraft 5.6.2 Reibungskraft Inhalt -1 3 4 11 20 20 04.03.2015 III. 6. Arbeit, Energie und Leistung 6.1 Arbeit bei konstanter Kraft in einer Dimension 6.2 Arbeit bei veränderlicher Kraft in einer Dimension 6.3 Energie der Bewegung (kinetische Energie) 6.4 Arbeit und Energie in 3 Dimensionen 6.4.1 Skalarprodukt 6.4.2 Allgemeine Defination oder Arbeit 6.5 Potentielle Energie 6.6 Fluchtgeschwindigkeit 6.7 Energieerhaltung 6.7.1 Nur konservative Kräfte 6.7.2 Alle mechanischen Kräfte 6.7.3 Allgemeiner Fall 6.8 Ableitung der Kraft aus Wpot 6.9 Leistung 16 7. Impuls 7.1 Definition und Impulserhaltung 7.2 Elastischer Stoß 7.3 Inelastischer Stoß 7.4 Stöße in mehreren Dimensionen 7.5 Kraftstoß 7.6 Raketenantrieb 10 8. Dynamik der Drehbewegung 8.1 Winkelgeschwindigkeit und Beschleunigung 8.2 Drehmoment und Trägheitsmoment 8.2.1 Massepunkt 8.2.2 Verteilte Masse 8.2.3 Steinersche Satz 8.2.4 Trägheitsmomente flacher Körper 8.3 Rotationsenergie und -leistung 8.4 Drehimpuls 8.4.1 Kreisbewegung 8.4.2 Beliebige Bewegung 8.4.3 Drehimpulserhaltung 8.4.4 Hauptträgheitsachsen 8.5 Kreiselbewegung 8.6 Keplersche Gesetze 8.7 Vergleich Translation – Rotation 23 WELLENLEHRE 9. Schwingungen 9.1 Harmonische Schwingungen 9.2 Energiebilanz 9.3 Mathematisches Pendel 9.4 Physikalisches Pendel 9.5 Gedämpfte Schwingung 9.6 Erzwungene Schwingung und Resonanz Inhalt -2 12 04.03.2015 IV. V. 10. Wellen 10.1 Ausbreitungsgeschwindigkeit 10.2 Harmonische Welle 10.3 Superposition und Interferenz 10.4 Stehende Wellen 10.5 Schwebung 10.6 Wellengleichung 10.7 Kugelwelle 13 11. Lichtwellen 11.1 Natur des Lichts 11.2 Lichtgeschwindigkeit 11.3 Huygensche Prinzip 11.4 Reflexion 11.5 Brechung 11.6 Beugung 11.6.1 Kohärenz 11.6.2 Inferenz am Doppelspalt für sehr kleine Spaltöffnung 11.6.3 Beugung am Einzelspalt mit endlicher Ausdehnung 11.6.4 Interferenz am Doppelspalt mit endlicher Ausdehnung 17 12. Geometrische Optik 12.1 Durch Brechung erzeugte Bilder 12.2 Dünne Linsen 12.3 Lupe 12.4 Mikroskop 12.5 Fernrohr 12.6 Auflösung RELATIVITÄTSTHEORIE 13. Relativitätstheorie 13.1 Newtonsche Relativitätsprinzip 13.2 Michelson – Morley Experiment 13.3 Spezielle Einsteinsche Relativitätstheorie 13.4 Lorentz – Transformation 13.4.1 Zeitdehnung 13.4.2 Längenkontraktion 13.4.3 Gleichzeitigkeit 13.4.4 Geschwindigkeitstransformation 13.5 Allgemeine Relativitätstheorie THERMODYNAMIK 15. Thermodynamische Größen 15.1 Thermodynamische Systeme 15.2 Druck 15.3 Stoffmenge 15.4 Temperatur 15.4.1 Empirische Temperaturskala 15.4.2 Thermodynamische Temperaturskala Inhalt -3 12 13 9 04.03.2015 16. Kinetische Gastheorie und ideales Gasgesetz 16.1 Kinetische Gastheorie 16.2. Geschwindigkeitsverteilung (Maxwell-Boltzmann) 16.3 Ideales Gasgesetz 16.4 Reales Gas und Van der Waalssche Zustandsgleichung 16.4.1 Reales Gas 16.4.2 Van der Waalssche Zustandsgleichung 16.5 Dampdruck und Relative Luftfeuchte 16.6 Diffusion 14 17. Wärme und erster Hauptsatz 17.1 Wärmekapazität 17.2 Latente Wärme 17.3 Innere Energie 17.4 Erste Hauptsatz 17.5 Volumenarbeit 17.6 Adiabatische Zustandsänderung 17.7 Kreisprozesse 17.8 Wärmetransport 17.8.1 Wärmeleitung 17.8.2 Konvektion 17.8.3 Wärmestrahlung 20 18. Entropie, zweiter und dritter Hauptsatz 18.1 Reversible und irreversible Prozesse 18.2 Entropie und zweiter Hauptsatz 18.2.1 Thermodynamische Interpretation 18.2.2 Statistische Interpretation 18.2.3 Energieverfügbarkeit und Wärmetod 18.3 Entropie und Information 18.4 Dritter Hauptsatz XX Inhalt -4
