Bücher der Reihe Pearson Studium - Physik

Moderne Physik Das moderne Leben wäre ohne "moderne Physik" nicht mehr vorstellbar - auf ihren Gesetzen beruhen Transistoren, Computerchips, Mobiltelefone, Flachbildschirme, Navigationssysteme und zahllose andere Gegenstände des Alltags, an die man vor 100 Jahren nicht einmal zu denken gewagt hätte. Zugleich sind Relativitätstheorie und Quantenphysik Grundlagen unseres gegenwärtigen Naturverständnisses und die wohl am besten experimentell überprüften wissenschaftlichen Theorien überhaupt. Ein grundsätzliches Verständnis dieser Theorien und ihrer Anwendungen ist unerlässlich, um sich mit Fragestellungen zeitgenössischer Physik auseinandersetzen zu können und um ein Verständnis für moderne Technologien zu entwickeln - oder auch nur, um die Neugierde zu befriedigen, wie die moderne Naturwissenschaft weiteste Bereiche der Natur beschreiben und erklären kann! Hierbei leistet die "Moderne Physik" von Harris in seiner zweiten Auflage einen großen Beitrag, in dem sie in einer großen Gesamtschau die wichtigsten Entwicklungen der Physik der letzten 100 Jahre zusammenfasst, ebenso anschaulich wie gründlich erklärt und dabei die notwendigen mathematischen Vorkenntnisse so gering wie möglich hält!

Der internationale Bestseller zur Klassischen Mechanik in deutscher Ausgabe! Bei Studenten wird das Lehrbuch weltweit wegen seines klaren, präzisen und leicht zugänglichen Zugangs zur Mechanik geschätzt.

Relativitätstheorie, Quantenmechanik, Elementarteilchenphysik und Kosmologie sind die vier Pfeiler der modernen Physik. Das Leben im 21. Jahrhundert ist ohne sie nicht mehr vorstellbar: Die spezielle Relativitätstheorie erneuerte unser Verständnis von Raum und Zeit; auf den Gesetzen der Quantenmechanik beruhen zahllose Gegenstände des Alltags wie Transistoren, Computerchips und Mobiltelefone; in Teilchenbeschleunigern untersuchen wir die Bausteine der Materie und mit Teleskopen werfen wir einen immer tieferen Blick in die Vergangenheit des Universums. Nimmt man einschlägige Fachbücher zu diesen Themen zur Hand, ist man von der Fülle und Komplexität der mathematischen Formeln überwältigt. Dieses Buch des renommierten Physikprofessors David J. Griffith ist erfrischend anderes. Anhand vieler anschaulicher Beispiele und unterhaltsamer Geschichten, stets mit einem Augenzwinkern, führt es in die Themen ein und verhilft dem Leser auch ohne einen großen mathematischen Apparat zu einem grundlegenden Verständnis dessen, worüber Einstein, Schrödinger, Feynman und Hubble eigentlich nachdachten und sprachen. Ein Buch, das wie kaum ein anderes die Freude über diese Themen vermittelt und sicherlich für erhellende Aha-Effekte sorgen wird.

Die Quantenmechanik stellt die zentrale Revolution der modernen Naturwissenschaft dar und reicht in ihrer Bedeutung weit über die Physik hinaus: weder Chemie noch Biologie auf der molekularen Skala wären ohne sie verständlich. Moderne Informationstechnologie, vom Laptop über das Mobiltelefon und den Flachbildschirm bis hin zum Supercomputer, wäre ohne quantenmechanische Effekte undenkbar. Sie beschreibt die Welt auf der atomaren und subatomaren Skala und ist damit der Ausgangspunkt unseres modernen Weltbildes. Gleichzeitig stellt sie eine Provokation dar: im Menschen tief verankerte intuitive Vorstellungen vom Funktionieren der Welt, die mit den Prinzipien der klassischen Physik noch gut vereinbar waren, müssen aufgegeben werden. Ihre Akzeptanz liegt somit vor allem in dem enormen empirischen Erfolg begründet, den sie trotz ihrer recht einfachen Grundstruktur aufweist: es handelt sich um die am besten experimentell überprüfte wissenschaftliche Theorie überhaupt, und im Rahmen der von ihr behaupteten Anwendbarkeit sind bis dato nicht die kleinsten Abweichungen gefunden worden.Nobelpreisträger Steven WeinbergDas Buch richtet sich an Studierende der Naturwissenschaften, insbesondere der Physik. Es begleitet Studierende in ihrer ersten theoretischen Vorlesung zur Quantenmechanik im Bachelorstudium und schlägt die Brücke zu fortgeschrittenen Vorlesungen über Quantenmechanik im Masterstudium. Begleitet wird der Text von Übungsaufgaben, die es den Studierenden erlauben, ihr Wissen unmittelbar anzuwenden, aber auch ihr Verständnis zu testen. Neben einer Vorlesungsbegleitung eignet sich die „Quantenmechanik" von Weinberg aufgrund ihrer Präzision und Klarheit auch hervorragend zum Selbststudium.

Thermodynamik und statistische Physik reichen in ihrer Bedeutung weit über die Physik hinaus und erklären eine schier unerschöpfliche Masse an komplexen Phänomenen unserer Umwelt aus einfachen Grundprinzipien. Auch wenn die historischen Wurzeln der Thermodynamik ganz praktisch in einem besseren Verständnis von Wärmekraftmaschinen von der Dampfmaschine über den Benzinmotor hin zur modernen Gasturbine zu suchen sind, so hat sie die entscheidenden ersten Schritte in die Quantentheorie erlaubt und in den letzten Jahrzehnten tiefe Einblicke in die Physik der schwarzen Löcher als einem Schritt zu einer Theorie der Quantengravitation ermöglicht. Methoden der statistischen Physik sind unverzichtbare Grundlagen der Festkörperphysik, der modernen Biophysik und der Klimaforschung genauso wie auch scheinbar unverwandter Gebiete wie der Finanzmathematik und der Verkehrsforschung. Schroeders in den Vereinigten Staaten populäres Buch „Thermal Physics" liegt nun zum ersten Mal in deutscher Übersetzung vor. In einer ansprechenden Mischung entwickelt es die Methoden der Thermodynamik und statistischen Physik in einem gemeinsamen Zugang und bespricht alle wichtigen Anwendungen: Gase, Flüssigkeiten, Magnete, Festkörper, Wärmekraftmaschinen, chemische Reaktionen. Dabei werden die Grundlagen ebenso präzise wie anschaulich gelegt und ermöglichen es dem Leser, sich in der mathematisch einfachen, aber konzeptionell subtilen Thermodynamik zurecht zu finden und die wichtigsten Rechen- und Näherungsmethoden der statistischen Physik souverän anzuwenden.Learn a little . . . do a littleBesonders hilfreich ist auch, sich bei Beispielen plastisch vor Augen zu führen, wie sich die Änderung von physikalischen Parametern auf das Verhalten eines Systems auswirkt.Dazu sind ausgewählte Beispiele als digitale Arbeitsblätter ausgearbeitet worden, die Sie einfach mittels eines QR-Scanners auf Ihrem mobilen Gerät (idealerweise ein Tablet) aufrufen und begleitend zur Veranschaulichung benutzen können. Ganz getreu dem Motto Learn a little . . . do al little. Das Buch richtet sich an Studierende der Naturwissenschaften, insbesondere der Physik. Es ist für Studierende an Universitäten und Fachhochschulen konzipiert und rundet den an sich eher abstrakten Stoff durch eine große Fülle an Aufgaben ab, die die Reichweite von Thermodynamik und statistischer Physik illustrieren. Neben einer Vorlesungsbegleitung eignet sich die „Physik der Wärme" daher auch hervorragend zum Selbststudium.

Griffiths Einführung in die Elektrodynamik richtet sich an Studierende der Naturwissenschaften, insbesondere der Physik. Das Lehrbuch ist für Studierende von Bachelorstudiengängen an Universitäten und Fachhochschulen konzipiert und schlägt die Brücke zwischen dem konzeptionellen Kern der Elektrodynamik und der manchmal subtilen Anwendung auf reale Probleme. Dazu werden zahlreiche, pädagogisch ausgewählte Fallstudien vollständig ausgearbeitet, um den Stoff mit Leben zu erfüllen. Abgerundet werden alle Kapitel durch eine Vielzahl von Aufgaben aller Schwierigkeitsgrade, die den Studierenden erlauben, ihr Wissen zu vertiefen und unmittelbar anzuwenden. Neben einer Vorlesungsbegleitung eignet sich die Einführung in die Elektrodynamik daher auch hervorragend zum Selbststudium. Die vierte Auflage dieses überaus erfolgreichen amerikanischen Standardwerks der Elektrodynamik wurde zu diesem Zweck an die besonderen Bedürfnisse der deutschen Leserschaft angepasst und komplett überarbeitet.

In der Physik haben Datenanalysen zentrale Bedeutung für die Bewertung von experimentellen Resultaten. Dieses Lehrbuch startet mit den elementaren Konzepten der Statistik, zeigt die wichtigsten Wahrscheinlichkeitsverteilungen und erklärt die Datenanalysemethoden für Experimente der Laborpraktika. Darüber hinaus werden Konzepte moderner wissenschaftlicher Datenanalysen von der Computer-Simulation bis zur Klassifizierung mit neuronalen Netzwerken vorgestellt.

Von vielen Professoren als die wichtigste Neuerscheinung in der Physik seit Jahren bezeichnet.Die von McDermott und Shaffer und der Physics Education Group an der University of Washington entwickelten Tutorien zur Physik werden seit Jahren an internationalen Hochschulen, Universitäten und Schulen erfolgreich eingesetzt und sind auch hierzulande inzwischen eine feste Komponente im Repertoire moderner Lehre in der Physik. Zu den wesentlichen Merkmalen dieser Materialien gehört, dass diese nicht nur auf der langjährigen Lehrerfahrung der Autoren basieren, sondern vor allem auf den Ergebnissen eines sich über fast drei Jahrzehnte erstreckenden Forschungsprogrammes zum Verständnis physikalischer Begriffe bei Studierenden.Der Entwicklung der Tutorien liegt die Erfahrung zugrunde, dass Studierende für ein solides Verständnis der Physik in der Regel mehr Unterstützung benötigen, als ihnen durch die Teilnahme an Vorlesungen, das Lesen von Skripten oder Lehrbüchern und das Bearbeiten quantitativer Übungsaufgaben zuteil wird. Die Tutorien sind deshalb als Ergänzung zu diesen herkömmlichen Lehrformen gedacht und sollen eine aktive Auseinandersetzung mit den Inhalten fördern. Beim gemeinsamen Bearbeiten der Aufgaben unter Anleitung durch erfahrene Tutoren helfen sich Studierende in kleinen Gruppen gegenseitig, die nötigen gedanklichen Schritte zur Entwicklung und Anwendung wesentlicher physikalischer Begriffe und Zusammenhänge zu erkennen. Deshalb gibt es keine offiziellen Lösungen zu den Aufgaben. Nutzen Sie als Anwender die Gelegenheit und sprechen Sie mit Ihrem Tutor die Aufgaben in der Sprechstunde durch.Der vorliegende Band enthält Arbeitsblätter und Übungsaufgaben zu folgenden Themengebieten:Mechanik Hydrostatik und ThermodynamikElektrizität und Magnetismus Schwingungen und WellenOptik Einführung in die Relativitätstheorie und die Quantenphysik Der Umfang des Buches entspricht damit etwa dem einer zweisemestrigen Einführungsvorlesung Physik für Studierende im Haupt- bzw. Nebenfach, insbesondere der Ingenieurwissenschaften und der Life Sciences. Jede Tutorial-Sequenz besteht zusätzlich zu den hier enthaltenen Arbeitsmaterialien aus einem Vortest und Klausuraufgaben, die in den Dozentenmaterialien enthalten sind. Die deutsche Übersetzung wurde an der Technischen Universität Hamburg-Harburg sowie weiteren Hochschulen erprobt und eignet sich aufgrund ihrer Struktur auch hervorragend für den Einsatz in der gymnasialen Oberstufe.