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Jürgen Freund

Spezielle Relativitätstheorie für Studienanfänger

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EAN/ISBN
9783838528847
1. 2007
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Details

Die Spezielle Relativitätstheorie ist nichts Schwieriges und Geheimnisvolles!
Studienanfänger der Natur- und Technikwissenschaften können sie mit ihren Kenntnissen der Mathematik und der Physik in vollem Umfang und bis ins Detail verstehen, wenn sie sich die Mühe machen, sich durch dieses Lehrbuch durchzuarbeiten.

Zahlreiche, z.T. auch kompliziertere Problemstellungen, bis hin zum Energie-Impuls-Vierervektor und zum elektromagnetischen Feld, werden ausführlich behandelt und zeigen dem Anfänger, wie relativistische Rechnungen anzupacken sind. Auch die bekannten Paradoxa und Paradoxien werden umfassend erklärt. Für den Wissenschaftler, der mit diesem Gebiet schon vertraut ist, ist dieses Lehrbuch wegen seiner umfangreichen Formelauflistungen nicht minder wertvoll. Kurz nach dem einhundertsten Jahrestag der Speziellen Relativitätstheorie liegt hiermit ein Kompendium vor, das dieses Teilgebiet der Physik entzaubert und in die elementare Grundlagenphysik einreiht.
  • Spezielle Relativitätstheorie für Studienanfängera
  • Impressumii
  • Zum Geleitiii
  • Vorwortvii
  • Inhaltxi
  • Teil I: Einführung1
  • 1. Die Postulate der Speziellen Relativitätstheorie1
  • 2. Zeitdilatation8
  • 3.* Das Hafele-Keating-Experiment14
  • 4. Längenkontraktion17
  • 5.* Die Vereinigung der elektrischen mit der magnetischen Kraft22
  • 6. Lorentz-Transformation29
  • 7. Minkowski-Diagramme37
  • 8. Gleichzeitigkeit49
  • Aufgaben zu Teil I59
  • Teil II: Kinematik63
  • 9. Transformation von Geschwindigkeiten63
  • 10.* Aberration des Lichtes69
  • 11. Transformation von Beschleunigungen74
  • 12. Beschleunigte Bewegung77
  • 13.* Die Raketen-Seil-Paradoxie (Bellsche Paradoxie)86
  • 14. Doppler-Effekt93
  • 15. Die Zwillingsparadoxie und der k-Kalkül101
  • 16.* Bilder schnell bewegter Objekte110
  • 17.* Rotation und Lorentz-Transformation120
  • 18.* Lorentz-Transformation in zwei und drei Raumdimensionen126
  • 19.* Die Stab-Loch-Paradoxie134
  • Aufgaben zu Teil II141
  • Teil III: Dynamik143
  • 20. Masse und Impuls143
  • 21.* Raketenbewegung148
  • 22.* Kraft154
  • 23. Energie161
  • 24. Energie-Impuls-Gleichung und -Diagramme167
  • 25. Lorentz-Transformation von Energie und Impuls172
  • 26. Invarianzen und Abstände im Dreidimensionalen177
  • 27. Invarianzen und Abstände in der vierdimensionalen Raumzeit181
  • Aufgaben zu Teil III187
  • Teil IV: Vierervektoren und Elektromagnetismus189
  • 28. Vierervektoren und Skalarprodukte189
  • 29. Rechnen mit dem Energie-Impulsvektor195
  • 30.* Vierergeschwindigkeit und Viererbeschleunigung212
  • 31.* Der Kreisfrequenz-Wellenzahlvektor218
  • 32.* Der Ladungsdichte-Stromdichtevektor221
  • 33.* Der Leistungs-Kraftvektor (Minkowskikraft)223
  • 34.* Transformation des elektrischen und magnetischen Feldes226
  • 35.* Felder einer vorbeifliegenden Punktladung235
  • 36.* Die Forminvarianz der Maxwellschen Gleichungen239
  • Aufgaben zu Teil IV243
  • Lösungen245
  • Buchliteratur247
  • Index249