Das Education Research Center am M.1. T. (friiher: Science Teaching Center) bef~t sich mit Verbesserungen des Lehrplanes, mit dem Lehr- und Lernproze~ sowie mit Unterrichtshilfen, vor allem fur die unteren Semester. Das Center wurde im Jahre 1960 yom M.1. T. geschaffen. Sein erster Direktor war der verstorbene Professor Francis L. Friedman. Seit 1961 wurde das Center hauptsachlich von der National Science Foundation unterstutzt; gro~ztigige Hilfe wurde auch von den folgenden Fonds gewlihrt: Kettering Foundation, Shell Companies Foundation, Victoria Foundation, W. T. Grant Foundation und Bing…mehr
Das Education Research Center am M.1. T. (friiher: Science Teaching Center) bef~t sich mit Verbesserungen des Lehrplanes, mit dem Lehr- und Lernproze~ sowie mit Unterrichtshilfen, vor allem fur die unteren Semester. Das Center wurde im Jahre 1960 yom M.1. T. geschaffen. Sein erster Direktor war der verstorbene Professor Francis L. Friedman. Seit 1961 wurde das Center hauptsachlich von der National Science Foundation unterstutzt; gro~ztigige Hilfe wurde auch von den folgenden Fonds gewlihrt: Kettering Foundation, Shell Companies Foundation, Victoria Foundation, W. T. Grant Foundation und Bing Foundation. Die M.1. T.-Reihe: Einflihrung ist die Physik (Introductory Physics Series) ist ein direktes Resultat der Arbeit des Centers. Die Reihe wird aus einer Anzahl kurzgef~ter Einflihrungswerke bestehen, die die wichtigsten Gebiete der Physik behandeln werden. Es solI dabei der wechselseitige Einfl~ von Experiment und Intuition bei der Aufstellung physikalischer Theorien betont werden. Die Bucher der Reihe sind als Grundlage fUr eine Auswahl von Einflihrungskursen gedacht, beginnend mit den Werken, in denen vor allem die klassische Physik behandelt wird, bis zujenen, die Themen der Atom- und Quantenphysik behandeln. Die einzelnen Bande sollen in Niveau und Behandlungsweise ihrer Themen zwar ein heitlich sein, sind jedoch nicht als untrennbare Einheit anzusehen; im Gegentell. Es wurde getrachtet, d~ jedes Buch in verniinftigem M~e eine Einheit fUr sich ist und als individuelle Komponente in den Aufbau eines Kurses einbezogen werden kann.
Inhaltverzeichnis.- 1. Abschied von der Newtonschen Mechanik.- 1.1. Newton.- 1.2. Die "Grenzgeschwindigkei".- 1.3. Photonen.- 1.4. Der Zusammenhang zwischen Energie und Impuls bei Photonen.- 1.5. Materie und Strahlung: Die Trägheit der Energie.- 1.6. Energie, Impuls, Masse.- 1.7. Stimmt die neue Mechanik?.- 1.8. Bewegung unter Einwirkung einer konstanten Kraft.- 1.9. Einsteins Kasten wird "zerlegt".- 1.10. Bemerkungen.- 1.11. Aufgaben.- 2. Sonderbare Effekte bei der Ausbreitung des Lichtes.- 2.1. Die Natur des Lichtes.- 2.2. Der Äther - Träger des Lichtes.- 2.3. Aberration der Gestirne.- 2.4. Ein modifiziertes Aberrationsexperiment.- 2.5. Fizeaus Messung des Mitführungskoeffizienten.- 2.6. Vorgeschichte zum Michelson-Morley-Experiment.- 2.7. Das Michelson-Morley-Experiment.- 2.8. Abschließende Bemerkungen.- 2.9. Aufgaben.- 3. Einstein und die Lorentz-Einstein-Transformation.- 3.1. Einleitung: Die Kontraktionshypthese.- 3.2. Einsteins Neuformulierung der Relativitätstheorie.- 3.3. Die Relativität bei Galilei und Newton.- 3.4. Die Transformation des Newtonschen Bewegungsgesetzes.- 3.5. Einstein und die Universität der Lichtgeschwindigkeit c.- 3.6. Das zweite Postulat und Beweise aus Beobachtungsmaterial.- 3.7. Die Relativität der Gleichzeitigkeit.- 3.8. Die Lorentz-Einstein-Transformationen.- 3.9. Mehr über die Lorentz-Transformationen.- 4. Relativität und die Messung von Längen und Zeitintervallen.- 4.1. Beobachter.- 4.2. Punktereignisse und ihre Transformationen.- 4.3. Zeitmessungen.- 4.4. Lorentzkontraktion.- 4.5. Die Zeitdilatation.- 4.6. Nachweis der Zeitdilatation mit Mesonen aus der kosmischen Strahlung.- 4.7. Eine weitere Interpretationsmöglichkeit für das Zeitdilatationsexperiment.- 4.8. Mehr über Zeit- und Längenmessungen.- 4.9. EinMichelson-Morley-Versuch mit Laserlicht.- 4.10. Die Relativität ist tatsächlich relativ.- 4.11. Raum-Zeit-Intervalle und Kausalität.- 4.12. Aufgaben.- 5. Relativitstische Kinematik.- 5.1. Die Transformation von Geschwindigkeiten.- 5.2. Strahlung einer schnell bewegten Quelle.- 5.3. Licht im bewegten Medium: Der Mitführungskoeffizient.- 5.4. Transversalbewegung. Aberration von Gestirnen.- 5.5. Der Dopplereffekt.- 5.6. Mehr über Dopplereffekte.- 5.7. Dopplereffekt und Zeitdilatation.- 5.8. Erneute Suche nach dem Äther.- 5.9. Die Beobachtung bewegter Uhren und anderer Objekte.- 5.10. Beschleunigte Bewegung.- 5.11. Das Zwillingsparadoxon.- 5.12. Aufgaben.- 6. Relativistische Dynamik: Stoßprozesse und Erhaltungssätze.- 6.1. Zwei Aspekte des elastischen Stoßes.- 6.2. Zwei Aspekte eines unelastischen Stoßes.- 6.3. Einige zusätzliche Bemerkungen zu den Erhaltungssätzen.- 6.4. Absorption und Emission von Photonen.- 6.5. Der Mößbauer-Effekt.- 6.6. Die Photonenrakete.- 6.7. Die Erzeugung von Elementarteilchen.- 6.8. Streuprozesse.- 6.9. Nochmals der Dopplereffekt.- 6.10. Aufgaben.- 7. Mehr über relativistische Dynamik.- 7.1. Eine Energie-Impuls-Invariante und ihre Anwendung.- 7.2. Lorentz-Transformationen für Energie und Impuls.- 7.3. Weltvektoren.- 7.4. Die Kraft in der relativistischen Mechanik.- 7.5. Magnetische Analyse relativitstischer Teilchen.- 7.6. Allgemeine Krafttransformationen; Wirkung und Gegenwirkung.- 7.7. Aufgaben.- 8. Relativität und Elektrizität.- 8.1. Das Coulombsche Gesetz.- 8.2. Magnetische Kraft und bewegte Ladung.- 8.3. Die relativistische Deutung.- 8.4. Die Transformation des Coulombschen Gesetzes.- 8.5. Die auf eine ruhende Ladung wirkende Kraft.- 8.6. Die auf eine bewegte Probeladung wirkende Kraft.- 8.7. Das Feld einer Linienladung.-8.8. Das Magnetfeld und die Relativitätstheorie.- 8.9. Die magnetische Kraft, mit der ein stromführender Draht auf eine bewegte Ladung wirkt.- 8.10. Mehr über magnetische Kräfte und Lorentzkontraktionen.- 8.11. Die Kraft zwischen stromführenden Drähten.- 8.12. Elektrische und magnetische Maßeinheiten und -systeme.- 8.13. Aufgaben.- Nachwort.- Eine kurze Bibliographie.- Lösungen der Aufgaben.- zu Kapitel 1.- zu Kapitel 2.- zu Kapitel 3.- zu Kapitel 4.- zu Kapitel 5.- zu Kapitel 6.- zu Kapitel 7.- zu Kapitel 8.- Namen- und Sachwortverzeichnis.
Inhaltverzeichnis.- 1. Abschied von der Newtonschen Mechanik.- 1.1. Newton.- 1.2. Die "Grenzgeschwindigkei".- 1.3. Photonen.- 1.4. Der Zusammenhang zwischen Energie und Impuls bei Photonen.- 1.5. Materie und Strahlung: Die Trägheit der Energie.- 1.6. Energie, Impuls, Masse.- 1.7. Stimmt die neue Mechanik?.- 1.8. Bewegung unter Einwirkung einer konstanten Kraft.- 1.9. Einsteins Kasten wird "zerlegt".- 1.10. Bemerkungen.- 1.11. Aufgaben.- 2. Sonderbare Effekte bei der Ausbreitung des Lichtes.- 2.1. Die Natur des Lichtes.- 2.2. Der Äther - Träger des Lichtes.- 2.3. Aberration der Gestirne.- 2.4. Ein modifiziertes Aberrationsexperiment.- 2.5. Fizeaus Messung des Mitführungskoeffizienten.- 2.6. Vorgeschichte zum Michelson-Morley-Experiment.- 2.7. Das Michelson-Morley-Experiment.- 2.8. Abschließende Bemerkungen.- 2.9. Aufgaben.- 3. Einstein und die Lorentz-Einstein-Transformation.- 3.1. Einleitung: Die Kontraktionshypthese.- 3.2. Einsteins Neuformulierung der Relativitätstheorie.- 3.3. Die Relativität bei Galilei und Newton.- 3.4. Die Transformation des Newtonschen Bewegungsgesetzes.- 3.5. Einstein und die Universität der Lichtgeschwindigkeit c.- 3.6. Das zweite Postulat und Beweise aus Beobachtungsmaterial.- 3.7. Die Relativität der Gleichzeitigkeit.- 3.8. Die Lorentz-Einstein-Transformationen.- 3.9. Mehr über die Lorentz-Transformationen.- 4. Relativität und die Messung von Längen und Zeitintervallen.- 4.1. Beobachter.- 4.2. Punktereignisse und ihre Transformationen.- 4.3. Zeitmessungen.- 4.4. Lorentzkontraktion.- 4.5. Die Zeitdilatation.- 4.6. Nachweis der Zeitdilatation mit Mesonen aus der kosmischen Strahlung.- 4.7. Eine weitere Interpretationsmöglichkeit für das Zeitdilatationsexperiment.- 4.8. Mehr über Zeit- und Längenmessungen.- 4.9. EinMichelson-Morley-Versuch mit Laserlicht.- 4.10. Die Relativität ist tatsächlich relativ.- 4.11. Raum-Zeit-Intervalle und Kausalität.- 4.12. Aufgaben.- 5. Relativitstische Kinematik.- 5.1. Die Transformation von Geschwindigkeiten.- 5.2. Strahlung einer schnell bewegten Quelle.- 5.3. Licht im bewegten Medium: Der Mitführungskoeffizient.- 5.4. Transversalbewegung. Aberration von Gestirnen.- 5.5. Der Dopplereffekt.- 5.6. Mehr über Dopplereffekte.- 5.7. Dopplereffekt und Zeitdilatation.- 5.8. Erneute Suche nach dem Äther.- 5.9. Die Beobachtung bewegter Uhren und anderer Objekte.- 5.10. Beschleunigte Bewegung.- 5.11. Das Zwillingsparadoxon.- 5.12. Aufgaben.- 6. Relativistische Dynamik: Stoßprozesse und Erhaltungssätze.- 6.1. Zwei Aspekte des elastischen Stoßes.- 6.2. Zwei Aspekte eines unelastischen Stoßes.- 6.3. Einige zusätzliche Bemerkungen zu den Erhaltungssätzen.- 6.4. Absorption und Emission von Photonen.- 6.5. Der Mößbauer-Effekt.- 6.6. Die Photonenrakete.- 6.7. Die Erzeugung von Elementarteilchen.- 6.8. Streuprozesse.- 6.9. Nochmals der Dopplereffekt.- 6.10. Aufgaben.- 7. Mehr über relativistische Dynamik.- 7.1. Eine Energie-Impuls-Invariante und ihre Anwendung.- 7.2. Lorentz-Transformationen für Energie und Impuls.- 7.3. Weltvektoren.- 7.4. Die Kraft in der relativistischen Mechanik.- 7.5. Magnetische Analyse relativitstischer Teilchen.- 7.6. Allgemeine Krafttransformationen; Wirkung und Gegenwirkung.- 7.7. Aufgaben.- 8. Relativität und Elektrizität.- 8.1. Das Coulombsche Gesetz.- 8.2. Magnetische Kraft und bewegte Ladung.- 8.3. Die relativistische Deutung.- 8.4. Die Transformation des Coulombschen Gesetzes.- 8.5. Die auf eine ruhende Ladung wirkende Kraft.- 8.6. Die auf eine bewegte Probeladung wirkende Kraft.- 8.7. Das Feld einer Linienladung.-8.8. Das Magnetfeld und die Relativitätstheorie.- 8.9. Die magnetische Kraft, mit der ein stromführender Draht auf eine bewegte Ladung wirkt.- 8.10. Mehr über magnetische Kräfte und Lorentzkontraktionen.- 8.11. Die Kraft zwischen stromführenden Drähten.- 8.12. Elektrische und magnetische Maßeinheiten und -systeme.- 8.13. Aufgaben.- Nachwort.- Eine kurze Bibliographie.- Lösungen der Aufgaben.- zu Kapitel 1.- zu Kapitel 2.- zu Kapitel 3.- zu Kapitel 4.- zu Kapitel 5.- zu Kapitel 6.- zu Kapitel 7.- zu Kapitel 8.- Namen- und Sachwortverzeichnis.
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