Dieses Lehrbuch gibt eine umfassende Einführung in die theoretischen Grundlagen und experimentellen Methoden der Kern- und Elementarteilchenphysik. Dabei werden durch eine einheitliche Beschreibungsweise die Parallelen zwischen beiden Gebieten aufgezeigt. Entstanden aus einer Vorlesung an der Universität Duisburg/Essen bietet das Buch, unterstützt durch zahlreiche Illustrationen und Beispiele, den gesamten Inhalt einer entsprechenden Kursvorlesung nach dem Vordiplom. Der Autor, selbst leitender Mitarbeiter am Institut für Kernphysik in Jülich, gelingt damit in idealer Weise der Brückenschlag zwischen Forschung und Lehre.
The fall of the Berlin Wall in 1989 and globalization have forced national history to yield place to European and global history. In medieval studies, Michael Borgolte has taken up the new challenge as no other German historian, encouraging the development of transcultural research on the Middle Ages. This volume includes several of his essays, but is intended to serve more as the basis for further research rather than to take stock of his work.
In dem Buch werden die größten Rätsel der Physik verständlich dargestellt – von den Grundlagen der modernen Elementarteilchenphysik und Kosmologie bis zur Stringtheorie und aktuellen Forschungsfragen. Enthalten sind Einführungen in die spezielle und allgemeine Relativitätstheorie, die klassische und Quanten-Feldtheorie, wesentliche Aspekte werden anhand einfacher Berechnungen verständlich gemacht. Dafür werden keine höheren Mathematik- oder Physik-Kenntnisse vorausgesetzt. Das Buch ist auch für Abiturienten und Studienanfänger geeignet.
Das Buch deckt einen sehr großen Bereich der Kernphysik ab, d.h. es werden sowohl experimentelle als auch theoretische Aspekte beleuchtet sowie Anwendungen (Kernspaltung, Kernfusion, medizinischen Anwendungen, Strahlenschutz) ausführlich behandelt. Der Aufbau folgt der historischen Entwicklung. Schließlich wird auch Basiswissen aus der Teilchenphysik kurz angesprochen.
Dieses Buch bietet eine phänomenologische Einführung in die Welt der elementarsten Bausteine, die mit der Entdeckung der Radioaktivität im Jahre 1896 begann und bis zum kürzlich erfolgten Nachweis der Neutrino-Oszillationen reicht. Es richtet sich an Studierende der Physik, die die Grundlagen der Physik und Mathematik schon beherrschen. Der Stoff orientiert sich am Experiment, ist chronologisch aufgebaut und schlägt eine Brücke zwischen der Kern- und Teilchenphysik. Beschrieben werden die Methoden zur Herstellung von Teilchenstrahlen und zur Beobachtung von Teilchenreaktionen. Die bahnbrechenden Erkenntnisse werden anschaulich aus der Theorie hergeleitet und mit Messungen verglichen. Dieses Buch schliesst eine schon lange bestehende Lücke zwischen Kern- und Teilchenphysik und zwischen Experimenten und Theorie. Begriffe aus nieder- und hochenergetischen Bereichen der Teilchenphysik werden phänomenologisch hergeleitet und mit Messungen verglichen.
Der Schwerpunkt dieser Einführung liegt in der knappen und geschlossenen Darstellung. Im Interesse der Betonung wesentlicher physikalischer Zusammenhänge und Querverbindungen wurde eine Auswahl der Stoffgebiete vorgenommen. Besonders die begrifflichen Grundlagen werden ausführlich erläutert, die physikalisch-anschauliche Bedeutung mathematischer Beziehungen heraus-gearbeitet sowie diverse physikalische Problemlösungsmethoden vorgestellt. Der Hauptteil des Buches beschäftigt sich mit der klassischen Physik; ausgehend von Elektrodynamik und Optik erfolgt auch eine Darstellung von Grundzügen der Relativitätsmechanik und der Quantenmechanik. Die vorliegende Einführung eignet sich auch als Ausgangspunkt für die Beschäftigung mit weiterführenden Gebieten der Physik.
Beginnend mit der freien Wellengleichung für Photon- und Fermionfeld wird systematisch zur Quantisierung dieser Felder und der störungstheoretischen Beschreibung ihrer Wechselwirkung hingeführt. Mehrere Anwendungen dienen dem tiefen Verständnis des entwickelten Formalismus.
In dem vorliegenden Buch werden die Grundlagen der nichtrelativistischen Quantenmechanik ausgehend von einer Diskussion der klassischen Experimente dargestellt und in Bezug zu aktuellen Untersuchungsmethoden gesetzt. Zur Illustration werden Abbildungen aus den Originalarbeiten herangezogen. Das grundlegende mathematische Rüstzeug zur Diskussion quantenmechanischer Fragestellungen wird entwickelt. Alle Gedankengänge und insbesondere die Rechnungen werden ausführlich dargestellt. Die Darstellung im Buch wird durch Aufgaben zu jedem Kapitel und Mathematica-Notebooks ergänzt. Die Mathematica-Notebooks und die Lösungen zu den Aufgaben werden als ergänzendes online-Material bereitgestellt.
Mit den bisherigen vier Auflagen hat sich das Repetitorium der Physik bewahrt als Basis des allgemeinen Physikunterrichts an Hochschulen sowie als Handbuch in In dustrie, an Universitliten, Technischen Hochschulen und Fachhochschulen. Dies be stlitigt die russische Ubersetzung dieses Buches, welche 1981 von einem Moskauer Verlag in groBer Auflage erstellt und verbreitet wurde. Es wurde verfaBt aufgrund langjlihriger Erfahrung im proplideutischen Physikunterricht fUr Physiker, Mathe matiker, Elektroingenieure, Chemiker und Naturwissenschafter. Dabei halfen mir zahlreiche Kommentare und Hinweise von Studenten, Assistenten und Kollegen. Es bildet ein Konzentrat von Konzepten und Aspekten der Grundlagen der heutigen Physik. Entsprechend seinem Charakter als Lehr- und Handbuch des Hochschul unterrichts stellt es hohere Anforderungen als Lehrbticher fUr den Physikunterricht an Hoheren Technischen Lehranstalten und Fachhochschulen, wie z. B. Physik fUr Ingenieure von P. Dobrinski, G. Krakau und A. Vogel, B. G. Teubner, Stuttgart. Unter diesem Gesichtspunkt empfiehlt es sich jedoch auch als Handbuch flir Fach hochschuldozenten und Gymnasiallehrer. Das Repetitorium umfaBt zehn Kapitel tiber die maBgebenden Themen der propli deutischen Physik, deren Reihenfolge sich im Unterricht bewlihrt hat. Text und For meln werden erglinzt durch Figuren und physikalische Tabellen, welche den gebote nen Stoff veranschaulichen und konkretisieren. Ftir den Bentitzer des Buches eben so wichtig ist der Anhang mit umfassenden Tabellen tiber physikalische Einheiten und Konstanten, mathematische Funktionen und Beziehungen. Zusatzlich enthalt er ein Fachworterverzeichnis Englisch-Deutsch-Franzosisch sowie eine umfangrei che Liste der aktuellen Fachliteratur. Dadurch dient das Repetitorium der Physik dem Studenten als Ausgangspunkt flir weitere Explorationen im wei ten Bereich der modernen Physik.
Die Atomphysik in dem weiteren Sinne, in dem sie in diesem Buch dargestellt werden soll, ist die Lehre vom Aufbau der Materie aus den Elementarteilchen sowie von deren Eigenschaften und Wirkungen; sie sucht die gesamte ungeheure Mannigfaltigkeit der stofflichen Erscheinungen unserer Welt mittels möglichst weniger Elementarteilchen, allgemeiner Grundgesetze und Naturkonstanten ein heitlich zu verstehen. Diese Lehre von der "atomistischen" Struktur der Atom kerne, Atome, Moleküle und Kristalle, d. h. der gesamten Materie, ist, obwohl ihre Anfänge in das vorige Jahrhundert zurückreichen, doch eindeutig das Ergebnis der Physik des 20. Jahrhunderts, an dessen Schwelle PLANCKS Entdeckung des elementaren Wirkungsquantums h und seiner universellen Bedeutung den Beginn der Quantentheorie markiert, die den Schlüssel zum Verständnis aller Erschei nungen der Atomphysik lieferte, und unter deren Zeichen der überwiegende Teil der physikalischen Forschungsarbeit unseres Jahrhunderts steht. 1. Die Bedeutung der Atomphysik für Wissenschaft und Technik Die neue Auffassung von der Materie und damit von den letzten Grundlagen der Physik und Chemie, die sich aus der Atomphysik entwickelte, hat auch unsere Kenntnis von zahlreichen, seit langem wohlbekannten Gebieten der Physik in solchem Maße umgestaltet, daß man heute vielfach das um die Jahrhundertwende weitgehend vollendete Gebäude der Physik ohne Berücksichtigung der quanten haften atomaren Erscheinungen als "klassische Physik" bezeichnet und ihm als "moderne Physik" eine vom atomphysikalischen Standpunkt aus aufgefaßte Physik gegenüberstellt.
Dieses Buch bietet Ihnen eine Einführung in den aktuellen Stand unseres Wissens über die Struktur der Materie. Gerhard Ecker beschreibt verständlich die Entwicklung der modernen Physik vom Beginn des Quantenzeitalters bis zum Standardmodell der Teilchenphysik, der umfassenden Theorie der fundamentalen Wechselwirkungen des Mikrokosmos. Dabei wird der Schwerpunkt auf die wichtigsten Entdeckungen und Entwicklungen, beispielsweise der Quantenfeldtheorie, der Eichtheorien und die Zukunft der Teilchenphysik, gelegt. Besonders hebt der Autor auch das Wechselspiel zwischen Theorie und Experiment hervor, die uns helfen, die tiefsten Rätsel der Natur zu ergründen. Teilchen, Felder, Quanten ist für alle geschrieben, die Freude an der Physik haben. Es bietet Abiturienten und Studierenden der Physik in den ersten Semestern einen Ansporn, die Physik tiefer zu verstehen. Lehrer und andere an der Physik Interessierte werden darin nützliche Einblicke in die Welt der Teilchenphysik finden. Für Studierende in höheren Semestern kann das Buch als übersichtliche Vorbereitung für Vorlesungen über Teilchenphysik und Quantenfeldtheorie dienen. Ein kurzer Abriss über die mathematischen Strukturen, ein Personenregister mit Forschungsschwerpunkten und ein Glossar zum schnellen Nachschlagen wichtiger Begriffe wie Eichtheorie, Spin und Symmetrie runden das Buch ab.
Der Large Hadron Collider – eine Entdeckungsmaschine „Herzlich willkommen in einer neuen Welt: der Welt der Teilchen, Kräfte und der Physiker. Sie werden in diesem Buch nicht nur riesige Maschinen und kleinste Teilchen kennenlernen, sondern auch eine Vorstellung von den Menschen bekommen, die jeden Tag voller Begeisterung jene Teilchen und Kräfte erforschen. Und eins müssen Sie gleich zu Anfang über uns Physiker wissen: Unser Alltag besteht nicht nur aus der Suche nach Antworten, sondern auch aus der Suche nach neuen, tiefer gehenden Fragen. Aber keine Sorge: Don Lincoln, ein waschechter Physiker, der sogar an der Entdeckung eines neuen Teilchens beteiligt war, stellt keineswegs nur Fragen, er gibt auch viele Antworten. Die deutsche Ausgabe seines Buches könnte kaum zu einem besseren Zeitpunkt erscheinen: Die „Weltmaschine“ Large Hadron Collider läuft inzwischen sehr erfolgreich, und Physiker aus der ganzen Welt sind derzeit kräftig dabei, Daten zu sammeln; deren Auswertung wird uns hoffentlich Antworten auf einige der Fragen und ungelösten Rätsel bescheren, die Don hier vorstellt. Wenn Sie also schon immer wissen wollten, was dieser Large Hadron Collider (wir nennen ihn kurz „LHC“) eigentlich ist, wie er funktioniert und warum es ihn überhaupt gibt, wird Ihnen sein Buch ein großes Stück weiterhelfen. Und wenn Sie dann in ein paar Jahren von der Entdeckung des Higgs-Teilchens am CERN lesen oder das Wort „Supersymmetrie“ in den Medien die Runde macht, wissen Sie mehr über das Abenteuer, das zu diesen Entdeckungen und damit zu einer „neuen Physik“ geführt hat. Und Sie wissen auch, dass mit jeder Entdeckung wieder ganz neue Fragen kommen und neue Abenteuer beginnen!“ Rolf-Dieter Heuer, CERN-Generaldirektor, im Geleitwort zur deutschen Ausgabe Die Weltmaschine ist ein erstklassiger Überblick über das derzeit leistungsstärkste Werkzeug der Hochenergiephysiker. Scientific American Book Club Brillant räumt Lincoln mit dem bekannten Mythos auf, der LHC sei allein zur Entdeckung des Higgs-Bosons oder „Gottesteilchens“ gebaut worden. Dies ist ein viel weiter reichendes Projekt ... Seine frischen Analogien und Einsichten machen dieses Buch sehr lesbar. New Scientist _____ Unter der Grenze zwischen Frankreich und der Schweiz läuft ein Teilchenbeschleuniger mit der höchsten Energie, die je ein von Menschen gebauter Beschleuniger erreicht hat: der Large Hadron Collider (LHC). Am 10. September 2008 nahm er, begleitet von einem gewaltigen Medieninteresse weltweit, seinen Betrieb auf. Ähnlich große internationale Aufmerksamkeit erregte dann neun Tage später der Vorfall, der zur vorübergehenden Abschaltung und notwendigen Reparatur der hochkomplexen Apparatur führte. Inzwischen ist die „Weltmaschine“, wie sie auch genannt wird, wieder in Betrieb, läuft einwandfrei und liefert vielversprechende Ergebnisse. Mit der nach und nach gesteigerten Leistung beginnt sich am Horizont bereits eine „neue Physik" abzuzeichnen. Durch die Kollision von Teilchen, die sehr viel kleiner sind als Atome, kann der LHC Bedingungen erzeugen, wie sie vermutlich unmittelbar nach dem Urknall in unserem Universum geherrscht haben. Die Physiker hoffen mit dem LHC unser Universum besser zu verstehen, den fundamentalen Kräften der Natur auf die Spur zu kommen und möglicherweise das letzte noch fehlende Puzzleteil im Standardmodell der Physik – das Higgs-Boson – zu finden. Don Lincoln erläutert in diesem Buch, wie der Beschleuniger funktioniert und welche Entdeckungen man sich von ihm erhofft: So werden wir in den nächsten Jahren manch Neues über die Physik der Elementarteilchen erfahren und vielleicht die Natur der dunklen Materie entschlüsseln, supersymmetrische Teilchen finden, Anzeichen für zusätzliche Raumdimensionen erkennen und den Ursprung der Masse in unserem Universum verstehen. Tausende von Physikern auf der ganzen Welt forschen am LHC, und bisher kann niemand mit Gewissheit sagen, welche Geheimnisse dieses internationale Großforschungsprojekt enthüllen wird. Doch wie auch immer diese Entdeckungen im Einzelnen aussehen mögen, die Ergebnisse der LHC-Experimente werden unser Verständnis vom Kosmos grundlegend verändern und die Forscher – ob Amateure oder Fachwissenschaftler – für viele Jahre zu neuen Ideen anregen.
In diesem kompetent geschriebenen Lehrbuch wird, ausgehend von der Beschreibung unserer Milchstraße, die Astronomie der Galaxien und ihrer großräumigen Verteilung eingehend dargestellt und schließlich im kosmologischen Kontext diskutiert. Aufbauend auf eine Einführung in die moderne beobachtende und theoretische Kosmologie wird die Entstehung von Strukturen und astronomischen Objekten im frühen Universum besprochen.
Facharbeit (Schule) aus dem Jahr 2010 im Fachbereich Physik - Kernphysik, Teilchenphysik, Molekularphysik, Festkörperphysik, Note: 1,0, Eduard-Spranger-Gymnasium Filderstadt, Sprache: Deutsch, Abstract: Kein Themengebiet in der modernen Physik ist so verwirrend und zugleich spektakulär wie das der Quantenteilchen. Es ist längst bekannt, dass die Elementarteilchen nicht mehr nur Protonen, Neutronen und Elektronen umfassen. Vielmehr gibt es heute unterschiedliche Kategorisierungen für den "Teilchenzoo", der durch die neuesten Forschungen entstanden ist. Eine Kategorisierung umfasst dabei die Gruppe der Fermionen, die im Rahmen dieser Facharbeit behandelt werden soll. Der Leser wird hierbei in die Grundlagen der Elementarteilchenphysik eingeführt, die für das Verständnis komplexerer Theorien in der Quantenphysik, z.B. das Higgs-Boson, notwendig sind. Die Facharbeit lehnt dabei an das aktuelle Standardmodell der Elementarteilchenphysik (SM) an.

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