Rybach, Physik für Bachelors.indd

Johannes Rybach
PHYSIK
für Bachelors

Inhaltsverzeichnis
1 EINSTIEG
1.1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2 Physikalische Größen . . . . . . . . . 11
1.3 Maßsystem und Standards . . . . . . 12
1.4 Größenordnungen . . . . . . . . . . 15
1.5 Messgenauigkeit . . . . . . . . . . . 16
1.6 Vektoren und Koordinaten . . . . . . 18
Zusammenfassung: Einstieg . . . . . . . . . . 20
Testfragen und Übungsaufgaben . . . . . . . . 20
2 MECHANIK
2.1 Kinematik . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.1.1 Eindimensionale Bewegungen . . . . 22
2.1.1.1 Geschwindigkeit . . . . . . . . . . . 22
2.1.1.2 Beschleunigung . . . . . . . . . . . . 24
2.1.1.3 Allgemeine Bewegungsgleichung . . . 24
2.1.1.4 Der freie Fall . . . . . . . . . . . . . 25
2.1.2 Bewegungen in zwei und drei Dimensionen
. . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.1.2.1 Überlagerung eindimensionaler
Bewegungen . . . . . . . . . . . . . . 27
2.1.2.2 Bezugssysteme und Transformationen 28
Zusammenfassung: Kinematik . . . . . . . . . 29
2.2 Dynamik . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.2.1 Newtonsche Axiome . . . . . . . . . 30
2.2.1.1 Trägheitsgesetz . . . . . . . . . . . . 30
2.2.1.2 Aktionsgesetz . . . . . . . . . . . . . 31
2.2.1.3 Reaktionsgesetz . . . . . . . . . . . . 31
2.2.2 Folgerungen aus den Newtonschen
Axiomen . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.2.2.1 Kraft und Impuls . . . . . . . . . . . 31
2.2.2.2 Abgeschlossene Systeme und Impulserhaltungssatz
. . . . . . . . . . . . . 32
2.2.3 Mechanische Kräfte . . . . . . . . . 33
2.2.3.1 Trägheitskraft . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.3.2 Gewichtskraft . . . . . . . . . . . . . 33
2.2.3.3 Federkraft und Hookesches Gesetz . 35
2.2.3.4 Reibungskraft . . . . . . . . . . . . . 35
Zusammenfassung: Dynamik . . . . . . . . . . 36
2.3 Arbeit, Energie und Leistung . . . . . 36
2.3.1 Mechanische Arbeit . . . . . . . . . 37
2.3.2 Potenzielle Energie . . . . . . . . . . 37
2.3.3 Kinetische Energie . . . . . . . . . . 38
2.3.4 Energieerhaltungssatz der Mechanik 38
2.3.5 Stoßgesetze . . . . . . . . . . . . . . 39
2.3.6 Leistung und Wirkungsgrad . . . . . 40
Zusammenfassung: Arbeit, Energie und
Leistung . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.4 Kinematik und Dynamik der
Kreisbewegung . . . . . . . . . . . . 42
2.4.1 Grundbegriffe der Kreisbewegung . . 42
2.4.2 Radialbeschleunigung . . . . . . . . 43
2.4.3 Radialkräfte . . . . . . . . . . . . . . 44
2.4.4 Coriolis-Beschleunigung und -Kraft 45
Zusammenfassung: Kreisbewegung . . . . . . . 47
2.5 Rotation starrer Körper . . . . . . . . 47
2.5.1 Drehmoment . . . . . . . . . . . . . 47
2.5.2 Schwerpunkt, Gleichgewicht und
Statik . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.5.3 Trägheitsmoment . . . . . . . . . . . 49
2.5.4 Rotationsenergie und Drehimpuls . . 51
Zusammenfassung: Rotation starrer Körper . . 52
2.6 Schwingungen und Wellen . . . . . . . 53
2.6.1 Freie ungedämpfte Schwingungen . . 53
2.6.2 Freie gedämpfte Schwingungen . . . 55
2.6.3 Erzwungene Schwingungen . . . . . 56
2.6.4 Überlagerung von Schwingungen . . 57
2.6.4.1 Räumliche Überlagerung . . . . . . . 57
2.6.4.2 Zeitliche Überlagerung . . . . . . . . 58
2.6.4.3 Gekoppelte Schwingungen . . . . . . 59
2.6.5 Harmonische Wellen . . . . . . . . . 59
Zusammenfassung: Schwingungen und
Wellen . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.7 Gravitation und Himmelsmechanik . . 62
2.7.1 Keplersche Gesetze . . . . . . . . . 62
2.7.2 Newtonsches Gravitationsgesetz . . 63
2.7.3 Gravitationsfeld . . . . . . . . . . . . 65
2.7.4 Ergebnisse der Einsteinschen
Relativitätstheorien . . . . . . . . . . 65
2.7.4.1 Spezielle Relativitätstheorie . . . . . 66
2.7.4.2 Allgemeine Relativitätstheorie . . . . 69
Zusammenfassung: Gravitation und Himmelsmechanik
. . . . . . . . . . . . . . . 70
2.8 Flüssigkeiten und Gase . . . . . . . . 70
2.8.1 Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

2.8.1.1 Kolbendruck . . . . . . . . . . . . . 70
2.8.1.2 Schweredruck . . . . . . . . . . . . . 71
2.8.1.3 Luftdruck . . . . . . . . . . . . . . . 71
2.8.1.4 Auftrieb . . . . . . . . . . . . . . . . 73
2.8.2 Oberflächenspannung . . . . . . . . 74
2.8.3 Strömungen . . . . . . . . . . . . . . 74
2.8.3.1 Reibungsfreie Strömungen . . . . . . 74
2.8.3.2 Viskose Strömungen . . . . . . . . . 76
Zusammenfassung: Flüssigkeiten und Gase . . 77
Testfragen und Übungsaufgaben zur Mechanik 78
3 THERMODYNAMIK
3.1 Temperatur . . . . . . . . . . . . . . 82
3.1.1 Skalen und Fixpunkte . . . . . . . . 82
3.1.2 Thermische Ausdehnung . . . . . . . 83
3.1.3 Temperaturmessung . . . . . . . . . 85
Zusammenfassung: Temperatur . . . . . . . . 86
3.2 Wärme . . . . . . . . . . . . . . . . 86
3.2.1 Wärmekapazität . . . . . . . . . . . 86
3.2.2 Aggregatzustände . . . . . . . . . . . 87
3.2.3 Wärmetransport . . . . . . . . . . . 91
3.2.3.1 Konvektion . . . . . . . . . . . . . . 91
3.2.3.2 Wärmeleitung . . . . . . . . . . . . . 92
3.2.3.3 Wärmestrahlung . . . . . . . . . . . 93
Zusammenfassung: Wärme . . . . . . . . . . . 96
3.3 Ideale Gase . . . . . . . . . . . . . . 97
3.3.1 Molare Größen . . . . . . . . . . . . 97
3.3.2 Zustandsgleichung . . . . . . . . . . 98
3.3.3 Kinetische Gastheorie . . . . . . . . 99
3.3.3.1 Druck . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3.3.3.2 Temperatur und Energie . . . . . . . 101
3.3.3.3 Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung
und Boltzmann-Faktor . 102
Zusammenfassung: Ideale Gase . . . . . . . . 103
3.4 Zustandsänderungen
und erster Hauptsatz . . . . . . . . . 103
3.4.1 Volumenänderungsarbeit . . . . . . . 103
3.4.2 Erster Hauptsatz . . . . . . . . . . . 104
3.4.3 Zustandsänderungen . . . . . . . . . 104
3.4.3.1 Isotherme Zustandsänderung . . . . 105
3.4.3.2 Isochore Zustandsänderung . . . . . 105
3.4.3.3 Isobare Zustandsänderung . . . . . . 106
3.4.3.4 Adiabatische Zustandsänderung . . . 107
Zusammenfassung: Zustandsänderungen und
erster Hauptsatz . . . . . . . . . . . . 108
3.5 Kreisprozesse und zweiter Hauptsatz . 108
3.5.1 Kreisprozess von Carnot . . . . . . 109
3.5.2 Reversibilität und Wirkungsgrad . . . 111
3.5.3 Kreisprozesse bei Motoren . . . . . . 112
3.5.4 Zweiter Hauptsatz . . . . . . . . . . 113
3.5.5 Entropie . . . . . . . . . . . . . . . . 114
Zusammenfassung: Kreisprozesse und zweiter
Hauptsatz . . . . . . . . . . . . . . . 117
Testfragen und Übungsaufgaben zur Thermodynamik
. . . . . . . . . . . . . . . . 117
4 ELEKTRIZITÄT UND
MAGNETISMUS
4.1 Elektrostatik . . . . . . . . . . . . . 120
4.1.1 Elektrische Ladungen und die
Coulomb-Kraft . . . . . . . . . . . . 120
4.1.2 Elektrisches Feld . . . . . . . . . . . 122
4.1.3 Potenzial und Spannung . . . . . . . 124
4.1.4 Kondensator und Kapazität . . . . . 125
4.1.4.1 Plattenkondensator . . . . . . . . . . 125
4.1.4.2 Dielektrikum im Kondensator . . . . 127
4.1.4.3 Kondensator als Energiespeicher . . . 128
Zusammenfassung: Elektrostatik . . . . . . . 129
4.2 Strom und Widerstand . . . . . . . . 129
4.2.1 Stromstärke und Stromdichte . . . . 129
4.2.2 Widerstand . . . . . . . . . . . . . . 131
4.2.3 Stromkreise und Stromverzweigungen
. . . . . . . . . . . . . . . . 133
Zusammenfassung: Strom und Widerstand . . . 137
4.3 Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . . 137
4.3.1 Magnetische Phänomene . . . . . . . 137
4.3.2 Strom und Magnetfeld . . . . . . . . 138
4.3.3 Materie im Magnetfeld . . . . . . . . 140
4.3.4 Strom und magnetische Kraft . . . . 142
4.3.5 Lorentz-Kraft . . . . . . . . . . . . 144
Zusammenfassung: Magnetfeld . . . . . . . . 146
4.4 Elektromagnetische Induktion . . . . 146
4.4.1 Induktion durch Bewegung . . . . . 146
4.4.2 Induktionsgesetz . . . . . . . . . . . 147
4.4.3 Lenzsche Regel . . . . . . . . . . . . 148
4.4.4 Selbstinduktion . . . . . . . . . . . . 149
4.4.5 Energie des Magnetfeldes . . . . . . . 151
Zusammenfassung: Elektromagnetische
Induktion . . . . . . . . . . . . . . . 151

4.5 Wechselstrom . . . . . . . . . . . . . 152
4.5.1 Generator und Transformator . . . . 152
4.5.2 Wechselstromwiderstand . . . . . . . 154
4.5.3 Phasenbeziehungen im Wechselstromkreis
. . . . . . . . . . . . . . . 155
Zusammenfassung: Wechselstrom . . . . . . . 157
4.6 Elektromagnetische Schwingungen
und Wellen . . . . . . . . . . . . . . . 157
4.6.1 Schwingkreis . . . . . . . . . . . . . 158
4.6.2 Maxwellsche Gleichungen . . . . . 159
4.6.3 Elektromagnetische Wellen . . . . . . 161
4.6.3.1 Abstrahlung . . . . . . . . . . . . . . 161
4.6.3.2 Ausbreitung . . . . . . . . . . . . . . 161
4.6.3.3 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . 163
Zusammenfassung: Elektromagnetische
Schwingungen und Wellen . . . . . . . 165
4.7 Grundlagen der Elektronik . . . . . . 165
4.7.1 Elektronen im Vakuum . . . . . . . . 165
4.7.1.1 Glühelektrischer Effekt . . . . . . . . 165
4.7.1.2 Beschleunigung im elektrischen
Feld . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
4.7.1.3 Ablenkung im magnetischen Feld . . 168
4.7.2 Elektronen in Gasen . . . . . . . . . 168
4.7.3 Ladungen in Flüssigkeiten . . . . . . 169
4.7.4 Elektronen in Metallen . . . . . . . . 171
4.7.5 Ladungen in Halbleitern . . . . . . . 172
4.7.5.1 Eigenleitung . . . . . . . . . . . . . . 172
4.7.5.2 Störstellenleitung . . . . . . . . . . . 172
4.7.5.3 pn-Übergang . . . . . . . . . . . . . 173
4.7.5.4 Halbleiterdioden . . . . . . . . . . . 173
4.7.5.5 Transistoren . . . . . . . . . . . . . . 174
Zusammenfassung: Grundlagen der Elektronik 175
Testfragen und Übungsaufgaben zu Elektrizität
und Magnetismus . . . . . . . . . . . 176
5 OPTIK
5.1 Grundlagen der Strahlenoptik . . . . 180
5.1.1 Lichtausbreitung . . . . . . . . . . . 180
5.1.2 Reflexion . . . . . . . . . . . . . . . 182
5.1.3 Brechung und Totalreflexion . . . . . 183
Zusammenfassung: Grundlagen der Strahlenoptik
..... . . . . . . . . . . . . 186
5.2 Strahlenoptische Abbildungen . . . . . 186
5.2.1 Eigenschaften von Linsen . . . . . . 186
5.2.2 Abbildungen mit Linsen . . . . . . . 187
5.2.3 Linsensysteme und Abbildungsfehler 189
Zusammenfassung: Strahlenoptische
Abbildungen . . . . . . . . . . . . . . 190
5.3 Strahlenoptische Instrumente . . . . . 191
5.3.1 Kamera und Auge . . . . . . . . . . 191
5.3.2 Fernrohre . . . . . . . . . . . . . . . 193
5.3.3 Mikroskop . . . . . . . . . . . . . . 194
Zusammenfassung: Strahlenoptische
Instrumente . . . . . . . . . . . . . . 195
5.4 Grundlagen der Wellenoptik . . . . . 196
5.4.1 Interferenz und Kohärenz . . . . . . 196
5.4.2 Wellenausbreitung . . . . . . . . . . 199
5.4.3 Beugung . . . . . . . . . . . . . . . . 199
Zusammenfassung: Grundlagen der Wellenoptik
..... . . . . . . . . . . . . . 200
5.5 Anwendungen der Wellenoptik . . . . 201
5.5.1 Beugungsbegrenztes Auflösungsvermögen
. . . . . . . . . . . . . . . 201
5.5.2 Beugungsgitter . . . . . . . . . . . . 202
5.5.3 Holografie . . . . . . . . . . . . . . 204
5.5.4 Interferometrie . . . . . . . . . . . . 205
Zusammenfassung: Anwendungen der
Wellenoptik . . . . . . . . . . . . . . 207
5.6 Polarisationsoptik . . . . . . . . . . . 207
5.6.1 Grundbegriffe . . . . . . . . . . . . . 207
5.6.2 Erzeugung polarisierten Lichtes . . . 208
5.6.3 Anwendungen polarisierten Lichtes . 210
Zusammenfassung: Polarisationsoptik . . . . . 211
Testfragen und Übungsaufgaben zur Optik . . . 211
6 QUANTEN UND ATOME
6.1 Welle-Teilchen-Dualismus . . . . . . 214
6.1.1 Quantenoptik . . . . . . . . . . . . . 214
6.1.1.1 Fotoeffekt . . . . . . . . . . . . . . . 214
6.1.1.2 Eigenschaften von Photonen . . . . . 217
6.1.1.3 Compton-Effekt . . . . . . . . . . . 217
6.1.2 Materiewellen . . . . . . . . . . . . . 218
6.1.3 Heisenbergsche Unschärferelation . 219
Zusammenfassung: Welle-Teilchen-Dualismus . 221
6.2 Atomhülle . . . . . . . . . . . . . . . 222
6.2.1 Rutherfordsches Planetenmodell . . 222
6.2.2 Bohrsches Atommodell . . . . . . . 222

6.2.3 Quantenzahlen und das Pauli-Prinzip 224
6.2.4 Wellenmodell und Quantenmechanik 226
Zusammenfassung: Atomhülle . . . . . . . . . 230
6.3 Quanten-Emission und -Absorption . . 230
6.3.1 Atomspektren . . . . . . . . . . . . . 230
6.3.2 Laser . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
6.3.2.1 Stimulierte Emission . . . . . . . . . 233
6.3.2.2 Besetzungsumkehr . . . . . . . . . . 233
6.3.2.3 Resonator . . . . . . . . . . . . . . . 234
6.3.2.4 Rubin- und Helium-Neon-Laser . . . 234
6.3.2.5 Eigenschaften und Anwendungen . . 235
6.3.3 Röntgenstrahlung . . . . . . . . . . . 237
6.3.3.1 Bremsspektrum . . . . . . . . . . . . 237
6.3.3.2 Charakteristisches Röntgenspektrum 237
6.3.3.3 Anwendungen . . . . . . . . . . . . 238
Zusammenfassung: Quanten-Emission und
-Absorption . . . . . . . . . . . . . . 239
6.4 Festkörper . . . . . . . . . . . . . . . 239
6.4.1 Bindung und Struktur . . . . . . . . 239
6.4.2 Bändermodell . . . . . . . . . . . . . 241
6.4.3 Fermi-Energie . . . . . . . . . . . . . 241
6.4.4 Elektronen- und Löcherleitung . . . 242
6.4.5 Halbleiter-Bauelemente . . . . . . . 244
Zusammenfassung: Festkörper . . . . . . . . . 245
6.5 Atomkern . . . . . . . . . . . . . . . 245
6.5.1 Nukleonen . . . . . . . . . . . . . . 245
6.5.2 Masse und Massendefekt . . . . . . . 247
6.5.3 Radioaktivität . . . . . . . . . . . . 249
6.5.3.1 Strahlungen . . . . . . . . . . . . . . 249
6.5.3.2 Kernumwandlungen . . . . . . . . . 250
6.5.3.3 Aktivität und Dosis . . . . . . . . . . 252
6.5.3.4 Strahlungsnachweis . . . . . . . . . . 254
6.5.4 Kernenergie . . . . . . . . . . . . . . 255
6.5.4.1 Kernspaltung . . . . . . . . . . . . . 255
6.5.4.2 Kernfusion . . . . . . . . . . . . . . 257
Zusammenfassung: Atomkern . . . . . . . . . 259
Testfragen und Übungsaufgaben zu Quanten
und Atome . . . . . . . . . . . . . . . 260
ANHANG
• Antworten zu den Testfragen und Musterlösungen
zu den Übungsaufgaben . . . . . . 263
• Nützliche mathematische Beziehungen . . . 303
• Literatur- und Quellenverzeichnis . . . . . . 306
• Bildquellenverzeichnis . . . . . . . . . . . . 308
• Sachwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . 309

1 EINSTIEG
11
Einstieg
1.1 Motivation
Aus welchem Grund greifen Sie zu diesem Physikbuch? Möchten Sie nur die Prüfung
in einem Nebenfach bestehen? Interessiert Sie ein ganz spezielles Thema wie
Wellenoptik oder Kernphysik? Brauchen Sie lediglich Hintergrundwissen für ein
technisches Problem?
Leider, so werden Sie dann feststellen, erreicht man in der Physik mit Nachschlagen
und Auswendiglernen nicht viel: Alle Gebiete sind miteinander verknüpft, und
noch die modernste Quantentheorie baut auf der klassischen Mechanik auf.
Genau das ist der Vorteil, sagen die Physiker: Man kommt mit dem Verständnis
weniger Prinzipien aus, um die gesamte Vielfalt der Natur zu verstehen. Auch aus
diesem Grund ist die Physik die Basis vieler anderer Wissenschaften geworden.
Außerdem hat sich ihre Arbeitsweise als erfolgreich und vorbildlich erwiesen: Aus
der Fülle der Phänomene werden Gesetze abgeleitet und vorzugsweise in der klaren
Sprache der Mathematik formuliert. Sie bilden den Kern einer Theorie, die anschließend
durch Experimente geprüft wird. So entstehen Modelle, die naturgemäß
nur Näherungen oder Teilaspekte der Wirklichkeit darstellen. Dennoch ermöglichen
sie Vorhersagen für den Ablauf physikalischer Prozesse oder sogar für
neuartige Phänomene. Auch technische Anwendungen können auf dieser Basis
entwickelt werden.
Vielleicht müssen Sie sich also gründlicher mit der Physik beschäftigen, als Sie
ursprünglich vorhatten. Das wird sich lohnen, denn die Physik vermittelt Kenntnisse
und Konzepte, die über das Studium hinaus für eine lange Berufspraxis gültig
bleiben.
1.2 Physikalische Größen
Die Physik ist keineswegs „Angewandte Mathematik“ (obwohl der Physiker die
Mathematik ständig anwendet): Reine Zahlenwerte ergeben in der Naturbeschreibung
keinen Sinn, weil die Eigenschaften von Dingen und die Konsequenzen von
realen Vorgängen beschrieben werden sollen. Gegenstände der Physik sind also
Größen, die als Produkt eines Zahlenwertes und einer Einheit (auch: „Maßzahl“
und „Maßeinheit“) dargestellt werden:
Physikalische Größe = Zahlenwert · Einheit
Die beiden Faktoren einer Größe G werden vereinbarungsgemäß durch unterschiedliche
Klammern gekennzeichnet:
G= {G} · [G]
Offensichtlich ist die Einheit elementar für konkrete Angaben wie etwa Messergebnisse:
Die Angabe „100 m“ benennt zum Beispiel eine Länge (auch „Strecke“
oder „Weg“) und bezeichnet einhundert Vielfache der Längeneinheit Meter. Die
Größe „100 s“ gibt dagegen ein Zeitintervall an, währenddessen einhundert Mal
die Zeiteinheit Sekunde verstreicht.
Einheiten
Damit kein Missverständnis entstehen
kann: Eine eckige Klammer
bedeutet „Die Einheit von … ist
…“. Für eine Strecke gilt zum Beispiel:
[s] = m; für ein Zeitintervall
[∆t] = s. (Manchmal sieht man die
Einheit in der Klammer; das ist
falsch.)

12
Einstieg
Größen
Verwenden Sie bei Rechnungen
immer Größen, und vorzugsweise
SI-Einheiten. Das ist nicht nur physikalisch
korrekt, sondern bietet
bei der Umformung komplizierter
Gleichungen auch eine wertvolle
Ergebniskontrolle. Viele Beispiele
in den folgenden Kapiteln zeigen,
dass über die Basiseinheiten auch
scheinbar schwierige Zusammenhänge
einfach herzustellen sind.
1.3 Maßsystem und Standards
Für genaue und überall vergleichbare Größenangaben müssen die Einheiten
international definiert und durch Normale (oder „Standards“) repräsentiert sein.
Das Erstere leistet seit 1960 das Internationale Einheitensystem („Système International
d’Unités“, darum auch abgekürzt SI); mittlerweile ist es in der Europäischen
Union und den meisten anderen Staaten sogar gesetzlich vorgeschrieben.
Die Normierung ist Aufgabe staatlicher Metrologie-Institute (die nicht Wetter-,
sondern Messkunde betreiben). In Deutschland hat den gesetzlichen Auftrag dazu
die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig.
In der Mechanik (→ Kap. 2) werden lediglich drei SI-Einheiten benötigt: neben
den oben erwähnten Meter und Sekunde noch das Kilogramm zur Angabe einer
Masse. Diese drei werden als Basiseinheiten für die entsprechenden Basisgrößen bezeichnet.
Nur das Kilogramm ist immer noch (seit fast 200 Jahren!) mittels eines
körperlichen Prototyps definiert (→ Abb. 1.1).
Kilogramm
Die Basiseinheit der Masse ist nicht
das Gramm. „g“ wurde zwar früher
zusammen mit „cm“ im cgs-
System verwendet, aber in einem
metrischen System ist nur das Kilogramm
sinnvoll.
Abb. 1.1 (links): Das „Urkilogramm“ ist ein Zylinder aus Platin-Iridium, der in einem Tresor
der internationalen Einheitenbehörde nahe Paris aufbewahrt wird. Die baugleiche deutsche Kopie
(hier abgebildet) befindet sich bei der PTB.
Abb. 1.2 (rechts): Die offizielle Zeitangabe wird in Deutschland von Cäsium-Atomuhren der
PTB abgeleitet. Das Bild zeigt das modernste Zwillingspaar mit der höchsten bisher erreichten
Genauigkeit.
Die SI-Einheit der Zeit ist die Sekunde. Sie kann durch „Atomuhren“ mit sehr
hoher Genauigkeit standardisiert werden. Abb. 1.2 zeigt die derzeit modernste
„Cäsium-Fontäne“ der PTB, zusammen mit ihrem Zwilling, die sich gegenseitig
kontrollieren. In einer solchen „Springbrunnenuhr“ werden die Cäsiumatome
mithilfe von Laserstrahlen extrem gekühlt (→ Info 3.1) und dadurch verlangsamt,
sodass sich die Genauigkeit nochmals deutlich erhöht. Daher beträgt die theoretische
Gangabweichung nur 1 Sekunde in 30 Millionen Jahren.
Die PTB betreibt übrigens auch einen Zeitsender für die Verbreitung des Zeitnormals.
Jedermann kann also mit einer „Funkuhr“ unmittelbar diesen Standard
nutzen. Unter anderem beruht die Präzision der Positionsbestimmung und Navigation
auf der Erde – z.B. mit dem Global Positioning System (GPS) – letztlich auf
der Genauigkeit von Atomuhren.

Wegen des exakten Zeitnormals ist die Einheit der Länge seit 1983 als die Strecke
definiert, die das Licht im Vakuum in der Zeiteinheit 1 s zurücklegt. Dazu musste
die Lichtgeschwindigkeit c 0 als Naturkonstante festgelegt werden [CODATA]:
Vakuum-Lichtgeschwindigkeit: c 0 = 299 792 458 m/s
13
Maßsystem und
Standards
Lichtgeschwindigkeit
Info 1.1: Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
Dass es sich tatsächlich um eine Konstante handelt,
zeigte Albert Einstein (1879–1955) mit seiner „Speziellen
Relativitätstheorie“ (→ Kap. 2.7.4.1). Verblüffenderweise
kann c 0 nicht nur nicht übertroffen werden,
sondern bleibt auch bei der Überlagerung von Geschwindigkeiten
konstant.
Bei einem materiellen Gegenstand, der mit einer bestimmten
Geschwindigkeit in Fahrtrichtung aus einem
fahrenden Auto geworfen wird, addiert sich selbstverständlich
die Fahrzeuggeschwindigkeit zur Wurfgeschwindigkeit.
Für das Licht der Autoscheinwerfer
gilt das aber nicht; es breitet sich genauso schnell wie
bei einem stehenden Auto aus!
In der gesamten Physik benötigt man neben den drei mechanischen Basisgrößen
nur noch vier weitere. Alle sieben sind mit ihren Einheiten und Bezeichnungen in
Tabelle 1.1 zusammengefasst:
Tabelle 1.1: Basisgrößen und Basiseinheiten des SI
Art der Basisgröße Name der Formelzeichen Symbol
Basiseinheit für die für die
Basisgröße Basiseinheit
Länge Meter l m
Zeit Sekunde t s
Masse Kilogramm m kg
Elektrische Stromstärke Ampere I A
Temperatur Kelvin T K
Lichtstärke Candela I V cd
Stoffmenge Mol n mol
Falls Sie in der Tabelle so wichtige Größen wie „Kraft“ oder „elektrische Spannung“
vermissen: Diese sind nicht elementar und können mit ihren Einheiten aus
den Basisgrößen abgeleitet werden.
Beispiel 1.1: Abgeleitete und SI-fremde Einheiten
Das Licht legt pro Sekunde einen Weg von etwa 300 Millionen
Metern zurück. (Dies gilt, wie oben angegeben,
im Vakuum, z.B. im Weltall. In Luft ist die Strecke unwesentlich
geringer. Die Ursache dafür wird in Kap. 5.1.1
erläutert.) Die abgeleitete Einheit für die Vakuum-Lichtgeschwindigkeit
ist also:
[c 0 ] = m/s .
Das gilt für Geschwindigkeiten allgemein. Während allerdings
bei Wellen – auch Licht ist eine Wellenerscheinung,
→ Kap. 5.4 – häufig das Symbol c verwendet wird, ist in
der Mechanik das Symbol v üblich:
[n] = m/s

Als SI-fremde Maßeinheit, die aber vertraut und anschaulich
ist, kann man außerdem „Kilometer pro
Stunde“ (aber niemals „Stundenkilometer“) angeben:
m (1/1000) km km
1 –– = ––––––––– – = 3,6 ––– .
s (1/3600) h h
Es gibt etliche andere Einheiten außerhalb des SI, die
sogar gesetzlich zulässig sind. Für die Größe Zeit sind
das neben der Stunde („hora“) und der Minute auch der
Tag („dies“) und das Jahr („annus“):
1a = 365 d = 365 · 24 h = 365 · 24 · 60 min.
Inkonsequenterweise, aber aus verständlichen Gründen haben viele der abgeleiteten
SI-Einheiten spezielle Namen bekommen; diese ehren meistens einen verdienten
Wissenschaftler. (Übrigens steht die Einheit der Geschwindigkeit noch zur Verfügung
….) Alle in diesem Buch verwendeten Einheiten-Namen sind in Tabelle 1.2
zusammengestellt.
Symbole
Manche physikalischen Größen
werden je nach Zusammenhang
mit unterschiedlichen Symbolen bezeichnet.
Zum Beispiel kommt die
Einheit „Meter“ in diesem Buch
zusammen mit folgenden Buchstaben
vor: x, y, z (kartesische Koordinate),
a, b, c (Seite eines Dreiecks),
r, R (Kreisradius), h (Höhe),
l (Länge), d (Durchmesser oder
Abstand) und s (Wegstrecke). Andererseits
ist die Vielfalt lateinischer
Buchstaben begrenzt (griechische
werden zusätzlich benutzt,
vor arabischen und kyrillischen
schrecken die meisten Physiker
zurück). Darum können einige
Symbole (z. B. E, n, c) unterschiedliche
Größen bezeichnen! Ihre Bedeutung
erschließt sich aber jeweils
aus dem Zusammenhang.
Zusammengesetzte Einheiten
Manche Produkte von Einheiten
tauchen so häufig auf, dass sie
wie eine eigene Einheit verwendet
werden. Beispiele in dieser Tabelle
sind „Newtonmeter“, „Amperesekunde“
und „Voltsekunde“, die
oft sogar entsprechende Einheitenzeichen
bekommen („Nm, As,
Vs“). In diesem Buch werden sie
der Deutlichkeit halber als Produkt
angegeben, wie z.B. (N · m).
Tabelle 1.2: Abgeleitete SI-Einheiten mit selbständigen Namen
Größe Übliches Name Einheiten- Beziehung zu Einführung
Symbol bzw. zeichen anderen in Kapitel
Formel-
SI-Einheiten
zeichen
Frequenz f Hertz Hz = 1/s 2.6.1
Kraft F Newton N = kg · m/s 2 2.2.2
Druck p Pascal Pa = N/m 2 2.8.1
Energie, E, W Joule J = N · m 2.3.1
Arbeit
= W · s
Leistung P Watt W = J/s 2.3.5
Elektrische Q Coulomb C = A · s 4.1.1
Ladung
Elektrische U Volt V = W/A 4.1.3
Spannung
Elektrische C Farad F = C/V 4.1.4
Kapazität
Elektrischer R Ohm W = V/A 4.2.2
Widerstand
Elektrischer G Siemens S = A/V 4.2.3
Leitwert
Magneti- F Weber Wb = V · s 4.4.2
scher Fluss
Magnetische B Tesla T = Wb/m 2 4.3.2
Flussdichte
Induktivität L Henry H Wb/A 4.4.4
(Radio-) A Becquerel Bq 1/s 6.5.3
Aktivität
Energie- D Gray Gy J/kg 6.5.3
dosis
Äquivalent- H Sievert Sv J/kg 6.5.3
dosis

1.4 Größenordnungen
Der Zahlenwert einer physikalischen Größe kann in der Natur extrem klein oder
enorm groß auftreten. Man unterscheidet – relativ grob, aber in einer sinnvollen
Stufung – Größenordnungen von Zahlenwerten als Potenzen von zehn (10 n ). Statt
der klassischen Schreibweise oder der Exponentialschreibweise können auch Vorsilben
verwendet werden, wie etwa bei beim Kilogramm:
1000 g = 10 3 g = 1 kg
Die gebräuchlichsten Vorsilben mit ihren Abkürzungen sind in Tabelle 1.3 zusammengestellt.
Tabelle 1.3: Vorsilben für dezimale Teile und Vielfache
15
Größenordnungen
Exa E 10 18 Zenti c 10 –2
Peta P 10 15 Milli m 10 –3
Tera T 10 12 Mikro µ 10 –6
Giga G 10 9 Nano n 10 –9
Mega M 10 6 Piko p 10 –12
Kilo k 10 3 Femto f 10 –15
Hekto h 10 2 Atto a 10 –18
Dezi d 10 –1
Häufig sind Abschätzungen oder Überschlagsrechnungen mit der Genauigkeit einer
Größenordnung, also bis auf einen Faktor 10, ausreichend und sinnvoll. Das gilt
zum einen für die Kontrolle einer Berechnung, die mit Taschenrechner oder Computer
durchgeführt wird: Mit einem kleinen Vorzeichenfehler beim Exponenten
liefert die Maschine völlig sinnlose Ergebnisse! Zum anderen kann man oft mit
einigen groben Schätzwerten eine Information gewinnen, die sich der exakten Berechnung
völlig entzieht.
Info 1.2: FERMI-Probleme
Solche „unmöglichen“ Fragestellungen werden auch
als „Fermi-Probleme“ bezeichnet: Der berühmte italienisch-amerikanische
Physiker Fermi hat die Sprengkraft
der ersten Atombombe (im Juli 1945) offenbar nur mithilfe
einiger Papierschnipsel abgeschätzt. Er warf sie
nach der Explosion (natürlich in sicherer Entfernung)
einfach in die Höhe und beobachtete, dass sie von der
Druckwelle einige Meter fortgeweht wurden. Das Ergebnis
seiner darauf basierenden Überschlagsrechnung
stimmte gut – nämlich zumindest in der Größenordnung
– überein mit den Resultaten der langwierigen Auswertungen
von vielen komplizierten Messapparaturen.
Beispiel 1.2: FERMI-Abschätzung
Aufgabe: Für ein irisches „Buch der Rekorde“ soll das
dickste Seilknäuel der Welt aufgewickelt werden. Es muss
4 m dick werden, wobei das Seil 4 mm Durchmesser hat.
Welche Seillänge muss für den Rekordversuch zur Verfügung
stehen?
Lösung: Das Volumen des Seils kann durch einen
Zylinder angegeben werden, dessen Höhe der gesuchten
Seillänge entspricht. Dieses Volumen setzt man für eine
Abschätzung der Maximallänge einfach gleich dem angestrebten
Kugelvolumen. (Wegen der Wickel-Lücken wird
der Bedarf etwas geringer sein, aber eine exakte Rechnung
ist eben unmöglich.)
4 4R 3
pr 2 l max = – pR 3 ⇒ l max = –– –
3 3r 2
Mit r = 2 mm und R = 2 m ergibt sich:
4 · (2 m) 3 8 m 3
l max = –––––––––– – = ––––––– – ≈ 2,7 · 10 6 m
3 (2 · 10 –3 m) 2 3 · 10 –6 m 2
Die Größenordnung der Seillänge beträgt also 10 6 m=
1000 km.

SACHWORTVERZEICHNIS
309
Sachwortverzeichnis
0. Hauptsatz der Thermodynamik 85
Abbesche Theorie 202
Abbildung 187
Abbildungsfehler 189, 190
Abbildungsgleichung 188
Abbildungsmaßstab 188, 192
Aberration, chromatische 190
–, sphärische 190
Abklingkoeffizient 55
Ableitung 23
Abschätzung 15
Absorption 233, 238, 240
Absorptionsgesetz 238, 249
Absorptionsgrad 94
Achse, freie 50
Additionstheorem 58
Adhäsionskraft 74
Adiabate 107
Adiabatenexponent 107
Adiabatengleichung 107
Aggregatzustand 87, 89
Akkommodation 191
Akkumulator 170
Aktionsgesetz 31
Aktivierungsenergie 102
Aktivität 252, 255
–, optische 210
Akzeptor 173, 243
a-Strahlung 249
a-Teilchen 248
Albert Einstein 65
amorph 241
Ampere 13
Ampère 130
Ampere-Definition 143
Amperemeter 136
Amplitude 53
Analysator 207
Anfangsgeschwindigkeit 25
Angular-Vergrößerung 192
Anode 166
Anregungszustände 169
Antenne 161
Antineutrino 249
Antiteilchen 249
Apertur, numerische 195, 202
Äquipotenzialfläche 65, 125
Äquivalentdosis 253
Äquivalenzprinzip 69
Arbeit 36
–, mechanische 37
Arbeitsdiagramm 109
Arbeitsgas 113
asphärisch 190
Astigmatismus 190
Äther 66, 206
Äthertheorie 206
Atmosphäre 72
Atombombe 256
Atomhülle 222
Atommasse, relative 97, 247
Atomspektrum 230
Atomuhr 12
Atto 15
Auflösung 195
Auflösungsgrenze 202
Auflösungskriterium 201
Auflösungsvermögen 201
– des Gitters 203
Auftrieb 73
Auge 191
Augenlinse 191
Ausdehnung, thermische 83
Ausdehnungskoeffizient 84
Ausfallwinkel 182
Ausgleichskurve 18
Auslenkung 53
Ausschlussprinzip 225
Austrittsarbeit 88, 165, 166, 171,
215, 216
Auswahlregel 231, 234
Avogadro-Konstante 97
Bahngeschwindigkeit 42
Balkenwaage 34
Banden 240
Bändermodell 241
Barkhausen-Sprünge 141
Basis 174
Basiseinheit 12
Basisgröße 12
Batterie 170
Bauelement, optoelektronisches 244
Becquerel 14
Becquerel 252
Beleuchtungswelle 204
Bernoulli 75
Bernoulli-Gleichung 75
Bernstein 121
Beschleunigung 24
Beschleunigungsarbeit 38, 166
Besetzungsinversion 244
Besetzungsumkehr 233
Besetzungszahl 233
b-Strahlung 249
Beugungsbild 200
Beugungsgitter 202
Beugungsordnung 203
Beugungsscheibchen 201
Bewegung, gleichförmige 22
–, ungleichförmige 23
Bewegungsgleichung, allgemeine 24
Bewertungsfaktor 253
Bezugspotenzial 125
Bezugssehweite 191
Bezugssystem 28
–, kartesisches 19
bikonvex 186
Bild, reelles 187, 204
Bildfeldwölbung 190
Bildgröße 182, 188
Bildumkehr 184
Bildweite 182, 187
Bimetallstreifen 85
Bindung, kovalente 239
–, metallische 240
Bindungselektron 172
Bindungsenergie 255
– der Nukleonen 247
Binnendruck 99
Blasenkammer 254
Bleiakkumulator 170
Bleigießen 89
Blendenzahl 191
Blindwiderstand 155
Blitz 123
Blochsche Wände 141
Bogenlampe 169
Bogenmaß 42
Bohmsche Mechanik 228
Bohr 222
Bohrsches Atommodell 222, 223
Boltzmann-Faktor 102, 165, 233,
241
Boltzmann-Konstante 102, 116
Boltzmann-Statistik 241
Bose-Einstein-Kondensat 83
Boyle-Mariottesches Gesetz 105
Bragg-Gitter 238
Braggsche Reflexionsbedingung
238
Braunsche Röhre 167
Brechkraft 189
Brechung 183
Brechungsgesetz 184
Brechungsindex 181

310
Sachwortverzeichnis
Brechzahl 181, 184
Brechzahlgradient 182
Bremsspektrum 237
Bremsstrahlung 237
Brennpunkt 186
Brennpunktstrahl 187
Brennweite 186, 187
Brewster-Fenster 210
Brewster-Winkel 209
Brownsche Molekularbewegung
100
Brückenstrom 135
Calcit 208
Camera obscura 182
Candela 13
Carnot-Maschine 109
Carnotscher Kreisprozess 109
Celsius-Skala 82
Compoundkern 255
Compton-Effekt 217
Coriolis-Beschleunigung 45
Coriolis-Kraft 45
Coulomb 14
Coulomb 120
Coulomb-Barriere 257
Coulomb-Gesetz 121
Coulomb-Kraft 120, 121, 248, 250
Crashtest 40
Curie 253
Curie-Temperatur 141
Dampfdruck 90
Dampfdruckkurve 90
Dampfmaschine 112
Dampfturbine 112
Dämpfung 185, 241
Dämpfungskonstante 56
Datenspeicher, holografischer 205
Dauerleistung 40
Dauermagnet 141
De-Broglie-Wellenlänge 218
Defektelektron 172
Deformationsarbeit 40
Dehnung 35
Dekrement, logarithmisches 56
determiniert 221
Deuterium 246, 256
Dezi 15
Dezibel 185
diamagnetisch 141
Diamant 185
Dichroismus 209
Dichte 38
–, optische 181
Dichteanomalie 84, 123
Dichtesprung 88
Dickschicht-Hologramm 205
Dielektrikum 127
Dielektrizitätskonstante des Vakuums
121
–, absolute 121
Diesel-Motor 113
Differenzenquotient 24
Differenzialgleichung 22, 53
Differenziation 23
diffus 183
Diffusion 115, 173
Diffusionsspannung 173, 244
Digitalkamera 191
Diode 174
Dioptrie 189
Dipol 123, 161
Dipolmoment 123
–, elektrisches 240
Dispersion 184, 190
divergent 187
Domäne 141
Donator 173, 243
Doppelbelichtungstechnik 207
Doppelbrechung 208, 210
Doppelstern-System 69
Doppler-Effekt 61
Dosimeter 255
Dosis 255
Dosisgrenzwert 253
Dosisrate 253
Dotieren 172, 243
Drall 51
Drehachse 43
Drehimpuls 51
Drehimpuls-Erhaltungssatz 51
Drehimpulsquantenzahl 224
Drehmasse 49
Drehmoment 47
Drehpunkt 49
Drehsinn 43
Drehstrom 157
Drei-Niveau-Termschema 234
Drift 130
Drossel 155
Drosselspule 169
Druck 70
–, statischer 71, 75
Dualismus 237
Durchbruchspannung 128
Durchflutungsgesetz 139, 143, 160
Durchlassspannung 173, 244
Durchschnittsgeschwindigkeit 23
Dynamik 30
Dynamometer 35
Echtzeit-Holografie 206
Effekt, glühelektrischer 165
–, lichtelektrischer 165, 214
–, relativistischer 67
Eichung 34
Eigenfrequenz 54, 158, 159
Eigenleitung 172, 243
Eigenmagnetfeld 142
Einfallslot 182
Einfallswinkel 182
Einheit 11
–, abgeleitete 13
Einheitsvektor 19
Einhüllende 56, 58
Einkristall 240
Einschluss, magnetischer 257
Einschlusszeit 257
Einstein 65
Eis 87
Eisenkern 139
Elastizitätsmodul 35
Elektrizität 120
Elektrolyt 169
Elektrolytkondensator 127
Elektromotor 143
Elektron 130, 165
Elektronengas 130, 132, 171, 241
Elektronenkonfiguration 226
Elektronenmikroskop 219
Elektronenpaarbindung 172, 239
Elektronenstrahl-Oszilloskop 167
Elektronenwelle 218
Elektronik 165
Elektronvolt 166, 216
Elektrostatik 120
Element, galvanisches 169
Elementarladung 120
Elementarmagnet 138
Elementarwelle 199, 200
Elementarzelle 240
Ellipsenbahn 62, 224
Emission, spontane 233
–, stimulierte 233
Emissionsgrad 94

311
Sachwortverzeichnis
Emitter 174
Endlagerung 257
Energie 36, 101
–, elastische 37
–, innere 104
–, kinetische 38
–, potenzielle 37
Energieband 241
Energiebilanz 39
Energiedosis 253
Energieerhaltungssatz 38
Energielücke 242
Energie-Masse-Äquivalenz 68
Energieniveau 223
Energiequelle, regenerative 258
Enthalpie 106
Entropie 114, 115, 116
Entropieänderung 115
Entspiegelung 198
Erdbeschleunigung 25
Erdkern 64
Erdkruste 64
Erdmagnetfeld 138
Erdmasse 64
Erhaltungssätze 32
Erosion 88
Erregerfrequenz 56
Erstarrungsverzug 88
Erstarrungswärme 88
Eulersche Formel 156
Eulersche Zahl 26
Exa 15
Exponentialfunktion 73
Extremalprinzip 181
Exzentrizität 57, 62
Fadenstrahlrohr 144, 168
Fahrenheit 82
Fahrstrahl 62
Fahrwiderstand 36
Faktor, relativistischer 66, 167
Fall, freier 25
Fallbeschleunigung 25
Fallgesetz 26
Fallout 251
Farad 14, 121, 126
Faraday-Effekt 210
Faraday-Käfig 125
Farbfehler 190
Farbtemperatur 95
Fata Morgana 180
Federkonstante 35
Federkraft 35
Federpendel 53
Federwaage 35
Fehler, statistischer 16
Fehlerbalken 17
Fehlerfortpflanzung 18
Fehlerrechnung 16
Fehlsichtigkeit 191
Feinstruktur 225
Feldeffekt-Transistor 175
Feldemission 165
Feldgleichung 147
Feldkonstante, elektrische 121
–, magnetische 139
Feldlinie 65
Feldlinienbild 122
Feldstärke, elektrische 122
–, magnetische 139
Feldstecher 193
Feldteilchen 248
Femto 15
Fermatsches Extremalprinzip 181
Fermi-Dirac-Statistik 242
Fermi-Energie 241, 242
Fermi-Kante 242, 243
Fermi-Niveau 242
Fermi-Problem 15
Fernfeld 161
Fernrohr 193
–, astronomisches 193
–, holländisches 193
–, terrestrisches 193
ferromagnetisch 141
Festkörper 240
Festkörperlaser 234
Festkörperphysik 171
Feuchte, absolute 90
–, relative 91
Feynman 221
Filterung 59
Fixpunkt 83
Fizeau 180
Flächenladungsdichte 123, 126
Fliehkraft 44
Fluss, elektrischer 123
–, magnetischer 142, 147
Flussdichte 126, 147
–, magnetische 139
Flüssigkeit, inkompressible 71
Flüssigkristall-Anzeige 210
Fokus 186
Fokussierung 191
Formfaktor 150
Fotodiode 174, 244
Fotoeffekt 214
–, innerer 174, 214, 244
–, äußerer 214
Fotoemission 165
Fotografie 191
Foucaultscher Pendelversuch 46
Fourier-Analyse 59
Fourier-Synthese 59
Fourier-Transformation 59
Franck-Hertz-Versuch 223
Fremdatom 172
Frequenz 42
Frequenzfilter 155
Fresnel-Reflex 183, 198
Fresnelsche Formeln 182
Fresnelsche Stufenlinse 187
Fresnelscher Spiegelversuch 197
Fundamentalschwingung 59
Funke 123
Funken-Entladung 169
Fusionsreaktion 257
Fusionsreaktor 258
Galilei 193
Galileisches Fernrohr 194
Galilei-Transformation 29, 66, 206
g-Strahlung 164, 249, 255
Gap 242
Gase, ideale 97
Gasentladung 168, 223
Gaskonstante, universelle 98
–, spezielle 98
Gastheorie, kinetische 99
GAU 257
Gaussscher Satz 123
Gefrierpunktserniedrigung 88
Gegen-Drehmoment 51
Gegenkraft 31
Gegenspannungsmethode 215
Gegenstandsgröße 188
Gegenstandsweite 187
Geiger-Müller-Zählrohr 254
Generator 148, 152
Geradsicht-Prisma 185
Gesamtstrahlung 94
Geschwindigkeit 22
Gesetz von Boyle-Mariotte 98
Gesetz von Brewster 209
Gesetz von Dalton 90
Gesetz von Gay-Lussac 99

312
Sachwortverzeichnis
Gesetz von Hagen-Poiseuille 76
Gesetz von Snellius 209
Gewichtskraft 33
Giga 15
Gitter 202, 204
–, kubisches 240
Gitter-Auflösung 203
Gitterfehler 240
Gitterkonstante 202
Glanzwinkel 238
Glas 241
Glasfaser 185, 238
Gleichgewicht 49
–, indifferentes 49
–, labiles 49
–, stabiles 49
–, thermisches 103
Gleichrichter 166
Gleichrichtung 174
Gleitreibung 35
Glimmlampe 169
Glockenkurve 17
Glühemisson 165
Glühfaden 133
Glühkathode 144, 166
Glühlampe 133
Gluonen 248
GPS 12
Gradmaß 42
Gravitation 62
Gravitationseinschluss 258
Gravitationsfeld 65
Gravitationsfeldstärke 65
Gravitationskonstante 63
Gravitationskraft 63
Graviton 248
Gray 14
Grenzfall, aperiodischer 56
Grenzfeldstärke 128
Grenzfrequenz 216, 237
Grenzwellenlänge 216, 237
Grenzwinkel der Totalreflexion 184,
185
Größe 11
Größenordnung 15
Grundgesetz der Mechanik 31
Grundwelle 61
Grundzustand 223
Gruppengeschwindigkeit 162
Guericke 71
Haftreibung 35
Halbleiter 132, 171, 240, 243
Halbleiterdiode 173, 244
Halbleiterzähler 255
Halbmetall 243
Halbwertshöhe 72
Halbwertszeit 251
Hall-Effekt 145
Hall-Koeffizient 145
Hall-Sonde 145
Hall-Spannung 145
Haltetemperatur 88
Hauptebene 186, 190
Hauptquantenzahl 223
Hauptsatz, erster 104
–, zweiter 108, 113, 114, 116
heatpipe 91
Hebel 48
Heisenbergsche Unschärferelation
219
Heißleiter 132, 172
Heißluftmotor 112
Hekto 15
Hektopascal 71
Helium 257
Helium-Neon-Laser 235
Helligkeitsregler 208
Henry 14, 150
Hertz 14
Hertz 42
Hertzscher Dipol 161
Himmelsmechanik 62
Hochpass 155
Hochspannungsleitung 153
Höhenformel, barometrische 72,
102
Hohlraumstrahler 94
Hohlspiegel 183, 189
Hohlzylinder 50
Holografie 204, 236
Hologramm 204, 205
Hookesches Gesetz 35
Hopping 172
hopping conductivity 172
Höppler-Viskosimeter 76
Hubarbeit 37
Huygenssches Prinzip 199
Hybridorbital 239
Hystereseschleife 141
Imaginärteil 156
Immersionsflüssigkeit 195
Impedanz 156
Impedanzanpassung 135, 153, 163
Impuls 31
– eines Photons 217
Impulserhaltungssatz 32
Impulssumme 32
Induktivität 149
Induktion, elektromagnetische 146
Induktionsgesetz 147, 148, 160
Induktionsherd 148
Induktionsspannung 146
Induktivität 154
Inertialsystem 30, 66
Influenz 121, 123
Influenzkonstante 121
Infrarot 164
–, fernes 164
inkohärent 196
Inkorporation 253
Innenwiderstand 134
Instrument, optisches 191, 192
Integralrechnung 24
Integrationsgrenze 24
Intensität 94, 163, 196, 207, 238
Intensitätsverteilung 200
Interferenz 200
–, destruktive 58, 196
–, konstruktive 58, 196
Interferenzfarbe 198
Interferenzfilter 198
Interferenzstreifen 206
Interferometer-Arm 205
Interferometrie 205, 236
Ion 130, 169, 171
Ionenbindung 240
Ionendosis 253
Ionisierungsenergie 223
Isentrope 108
Isobare 98, 106
Isochore 99, 106, 171
Isolator 240, 242
–, optischer 210
Isotherme 98, 105
Isotop 246
Joule 14
Joule 37
Joulesche Wärme 132
Joule-Thomson-Effekt 99
Kalibrierung 34
Kalkspat 208
Kalorie 86

313
Sachwortverzeichnis
Kalorimetrie 87
Kältemaschine 111
Kältemittel 112
Kältetod 117
Kamera 191
Kante 199
Kapazität 125, 126, 154
Kapazitätsdiode 174
Kapillarität 74
Kathode 166
Kelvin 13, 82
Kelvin-Skala 82
Kepler 193
Keplersche Gesetze 62, 224
Keplersches Fernrohr 193
Kernchemie 250
Kernenergie 69, 255
Kernfusionskraftwerk 258
Kernkraft 248, 250
Kernphysik 245
Kernradius 246
Kernspaltung 255
Kernumwandlung 249, 250
Kerr-Effekt 210
Kettenreaktion 256
Kilo 15
Kilogramm 12, 13
Kilowattstunde 40
Kinematik 22
Kirchhoffsche Gesetze 134
Kirchhoffsches Strahlungsgesetz
94
Kleinbildkamera 191
Klemmenspannung 134
Knotenregel 134
Kochsalz 240
Koerzitivfeldstärke 141
Koexistenz der Phasen 88
Kohärenz, räumliche 197
Kohärenzlänge 197, 204, 236
Kohärenzzeit 197
Kohäsion 74
Kohlenstoff-14 251
Kolbendruck 71
Kollektor 175
Koma 190
Kommunikationstechnik 185
Kompass 137
Komponente 19
Kompressibilität 72
Kompression, adiabatische 107
Kondensationskeime 91
Kondensationswärme 88
Kondensator 125, 154
Kondensator-Energie 128
konkav 187
Konstantan 135
Konstruktionsstrahl 187
Kontaktspannung 171
Kontamination 253
Kontinuitätsgleichung 74
Kontrollstab 256
Konvektion 91
–, erzwungene 91
–, freie 91
konvex 187
Koordinate 18
Koordinatentransformation 67
Kopplungsgrad 59
Korkenzieherregel 47, 138
Körper, grauer 94
–, schwarzer 94
–, starrer 47
Korpuskelmodell 214
Korrespondenzprinzip 228
Kosmologie 70
Kovolumen 99
Kraft 31
–, magnetische 142
Kraftarm 48
Kräfteparallelogramm 31
Kraftfeld 65, 122
Kraftlinie 65, 122, 137
Kreis, magnetischer 142
Kreisbewegung 42
Kreisfrequenz 42, 53
Kreisprozess 108
– von Carnot 109
Kreuzprodukt 47
Kriechfall 56
Kristall, photonischer 238
Kristallgitter 172
Kriterium von Lord Rayleigh 201
Kugelpackung, dichteste 240
Kugelpendel-Kette 32
Kugelschale 223
Kugelwelle 60
Kunststofffaser 185
Kurzschlussstrom 134
Kurzwelle 164
KWh 133
Ladungsdichte 159
Ladungsmenge 120
Ladungsträger-Konzentration 145
Ladungstrennung 120, 123
Lageenergie 37
Lagerpunkt 49
Lampe 169
Länge 13
Längenausdehnungskoeffizient 83
Längenkontraktion 68
Längstwelle 164
Langwelle 164
Laser 197, 233
Laserdiode 174, 244
Laserlinie 235
Lasermedium 234
Laserstrahl 234
Laser-Übergang 234
Lastarm 48
Lateral-Vergrößerung 188, 192
Lautsprecher, elektrodynamischer
144
Lawineneffekt 168
Lawson-Kriterium 257, 258
LCD 210
Le Chatelier 90
Lebensdauer, mittlere 251
LED 174, 244
Leerlaufspannung 134
Leistung 36, 40
–, elektrische 133
Leistungsdichte 236
Leistungsfaktor 157
Leistungszahl 112
Leiterschaukel 146
Leitfähigkeit 130, 242
Leitungsband 242
Leitwert 131, 135, 157
Lenzsche Regel 148
Leslie-Würfel 94
Leuchtdiode 174, 244
Leuchtstofflampe 169
Lichtäther-Experiment 206
Lichtbogen 169
Lichtdruck 217
Lichtgeschwindigkeit 13, 162
Lichtjahr 16
Lichtleiter 184
Lichtstärke 13, 194, 195
Lichtstrahlen 180
Lichtverstärkung 234
Lichtwellenleiter 185
Linde-Verfahren 99
linear polarisiert 207

314
Sachwortverzeichnis
Linienspektrum 222
Linse 186
–, dicke 190
–, dünne 186
–, sphärische 186
Linsenfehler 190
Linsengleichung 188
Linsensystem 189
Lissajous-Figur 57
Loch 172, 243
–, schwarzes 69
Lochblende 201
Löcherleitung 130
Lochkamera 182
Longitudinalwelle 60
Lorentz-Kraft 144, 146,
Lorentz-Transformation 29, 66
Löschkondensator 151
Lot 182
LRC-Serienschaltung 155
Luftdruck 71
Luftkissenbahn 30
Luftsäule 72
Luftspule 139
Lupe 188, 192
LWL 185
Magdeburger Halbkugeln 71
Magnetfeld 137
Magnetfeld-Energie 151
Magnetisierung 141
Magnetismus 120
Magnetquantenzahl 224
Makrozustand 116
Malus 208
Maschenregel 134
Masse 12
–, kritische 256
–, molare 97
–, relativistische 167
Maßeinheit 11
Massendefekt 247, 255, 256
Masseneinheit, atomare 247
Massenelement 47
Massenmittelpunkt 48, 63
Massenpunkt 22
Massenträgheitsmoment 49
Massenvergleich 34
Massenzahl 247
Massenzuwachs 68, 167
Maßsystem 12
Maßzahl 11
Materialien, dichroitische 182
Materiewelle 218
Materiewellenfunktion 228
Materiewellenlänge 218
Matrix-Schreibweise 19
Maximumsbedingung 202
Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung
102, 241
Maxwellsche Gleichungen 159,
160
Mechanik 22
Mega 15
Messgenauigkeit 16
Messunsicherheit, statistische 17
Metall 243
metastabil 234
Meter 13
Michelson-Interferometer 205, 206
Mikro 15
Mikroskop 194, 202
Mikrowelle 164
Mikrozustand 116
Milli 15
Millibar 71
Millimeterwelle 164
Minimumsbedingung 200
Mischungstemperatur 87
Mittelpunktstrahl 187
Mittelwelle 164
Mittelwert 16
Moden 234
Moderator 256
Modulation 58
Mol 13
mol 97
Molekülspektrum 240
Molwärme 97
Momentanbeschleunigung 24
Momentangeschwindigkeit 23
Momentanleistung 40
Mondphase 181
Monochromator 203
Monopol 138
Mooresches Gesetz 175
Multi-Coating 198
Mutterkern 251, 252
Myon 67
Nahfeld 161
Nano 15
Natrium 231
Natrium-Entladungslampe 203
Natrium-Liniendublett 232
Natrium-Spektrallinie 184, 203
Natrium-Termschema 232
Naturkonstante 26
Nebel 89
Nebelkammerspur 254
Nebenquantenzahl 224
Neonröhre 169
Netzebene 238
Netzhaut 192
Neukurve 141
Neutrino 249
Neutron 245
Newton 14
Newton 31
Newtonmeter 47
Newtonsches Axiom 30
Newtonsches Gravitationsgesetz
63
Nicolsches Prisma 209
Niveau, metastabiles 235
n-Leiter 173
Nordpol 137
Normaldruck 72
Normale 12
Normalkraft 35
Normal-Vergrößerung 192
Normalverteilung 17
Normvolumen, molares 97
Normzustand 97
npn-Transistor 244
Nukleon 245
Nukleonenzahl 246
Nuklid 246
Nullpunkt, absoluter 83, 101
Nullpunktsenergie 83, 229
Nutzlast 73
Nutzschwelle 258
Oberflächenenergie 74
Oberflächenspannung 74
Oberwelle 61
Objektiv 190, 191, 193
Objektwelle 204
Öffnungsfehler 190
Ohm 14
Ohm 131
Ohmsches Gesetz 130, 131
Okular 193, 194
Opernglas 194
Optik 180
–, geometrische 181, 186

315
Sachwortverzeichnis
Orbital 229, 239
Ordnung 115, 200
Ordnungszahl 226, 246
Orientierungspolarisation 127
Ortsvektor 20
Oszillator 56
–, elektrischer 158
–, harmonischer 53
Otto-Motor 113
Paarbildung 68
Paradoxon, hydrostatisches 71
Parallelogramm-Methode 19
Parallelschaltung 126, 135
paramagnetisch 141
Pascal 14, 70
Pauli-Prinzip 224, 225, 239
Peltier-Effekt 171
Pendel, mathematisches 54
–, physikalisches 55
Pendellänge, reduzierte 55
Periodendauer 42
Periodensystem 225, 226
Permanentmagnet 138
Permeabilität 141
–, relative 141
Permeabilitätszahl 141
Permittivität 127
– des leeren Raumes 121
Permittivitätszahl 127
Perpetuum mobile 104, 114
Peta 15
Pferdestärke 40
Phasenbeziehung 197, 204,
Phasengeschwindigkeit 60, 162
Phasenkonstante 53
Phasensprung 60, 198
Phasenverschiebung 155
Phasenwinkel 53
Phasenwinkelbeziehung 156
Photon 214, 217, 248, 249
Photonenlawine 234
Photonenmasse 217
Piko 15
Pincheffekt 257
Pion 248
Pirouette 52
Pixel 210
Plancksche Strahlungskurve 96,
237
Plancksches Wirkungsquantum
219
Planetenmodell 222
Planspiegel 182
Plasma 169, 257
Plasma-Bildschirm 169
Plattenkondensator 125, 128
p-Leiter 173
pn-Übergang 173, 244
Pockels-Effekt 210
Pockels-Zelle 210
Poisson-Gleichung 107
Polarimeter 210
Polarisation 127, 207
–, magnetische 140
Polarisationsfilter 209
Polarisationsoptik 207
Polarisator, gekreuzter 207
Polarkoordinate 20
polytrop 108
Porro-Prisma 185
Positron 249
Postulat 222
Potenzial 65, 124
–, elektrisches 124
Potenzialbarriere 229
Potenzialtopf 65, 228
Poynting-Vektor 163, 196, 199, 216
Prägehologramm 205
Presse, hydraulische 71
Primärelement 170
Prinzip des Archimedes 73
Prinzip vom kleinsten Zwang 90
Prisma 184
Probeladung 124
Proton 245
Prozess, thermonuklearer 258
Pulslaser 235
Pumpe 233
Pumpspeicher-Kraftwerk 41
Pumpübergang 234
Punkt, kritischer 90
–, virtueller 204
Punktladung 123
Punktmasse 48
Pupillenöffnung 191
p-V-Diagramm 109
Pyrometer 96
Quantenelektrodynamik 219
Quantenhypothese 215, 222
Quantenmechanik 219, 222, 228
Quantenzahl 224, 225
Quark 245
Quarzglasfaser 185
quasistatisch 103
Quecksilbersäule 70
Quelle 122
Quellenspannung 134
Radialbeschleunigung 43
Radialkräfte 44
Radiant 42
Radioaktivität 249, 250
–, künstliche 253
–, natürliche 251
Radiusvektor 43
Radon 251
Raketenantrieb 32
random walk 100
Rasterelektronenmikroskop 219
Rastertunnelmikroskop 229
Raumladung 173
Raum-Zeit-Kontinuum 69
Rayleigh-Streuung 209
Reaktanz 155
Reaktionsgesetz 31
Reaktorbetrieb 256
Realteil 156
Rechtsschraube 43
Rechtsschraubenregel 47
Rechtssystem 143
Referenzwelle 204
Reflexion 182, 241
Reflexion, diffuse 183
Reflexionsgrad 182, 244
Regelation 89
Regenbogen 184
Regressionsanalyse 18
Reibung, innere 76
Reibungselektrizität 120
Reibungsgesetz 35
Reibungskraft 35
Reihenschaltung 135
Relativgeschwindigkeit 68
Relativitätsprinzip 66
Relativitätstheorie
–, allgemeine 65, 69, 217
–, spezielle 65, 66, 206, 217
Relaxation 233, 234
rem 253
Remanenz 141
resistance 131
Resistanz 154
resistor 131
Resonanz 60

316
Sachwortverzeichnis
Resonanzfrequenz 56, 156
Resonanzkatastrophe 57
Resonator 56, 60, 234
Resonatorlänge 234
Reversibilität 111, 113
Reynolds-Zahl 76
Rollreibung 35
Römer 180
Röntgen 253
Röntgenaufnahme 182
Röntgenlinie 238
Röntgen-Röhre 237
Röntgenspektrum, charakteristisches
237
Röntgenstrahlung 164, 217, 237
root mean square 100
Rotation 47, 52
– starrer Körper 51
Rotationsenergie 51
Rotverschiebung 61
Rubinlaser 234
Rückkopplung 159
Rückstellkraft 53
Rückstoßprinzip 32
Ruhemasse 68, 217
Rutherford 222
Rutherford-Streuexperiment 229
Saccharimeter 210
Sägezahnspannung 167
Sammellinse 187
Satellit, geostationärer 64
Sättigungsdampfdruck 90
Sättigungspolarisation 141
Satz von Steiner 50
Schallwelle 60, 61
Schaltnetzteil 153
Schaltung, integrierte 175
Schattenwurf 181
Scheinkraft 33, 45
Scheinleistung 157
Scheinwiderstand 156
Scheitelwert 152
Schleusenspannung 173
Schlieren 180, 182
Schmelzen 88
Schmelztemperatur 83
Schmelzwärme 88
Schrödinger-Gleichung 228, 229
Schutzleiter 125
Schutzwiderstand 169
Schwächung 238, 249
Schwächungskoeffizient 239
Schweben 73
Schwebung 58, 59, 162
Schwebungsfrequenz 58
Schwere 30
Schweredruck 71
Schwerefeld 65
Schwerkraft 35
Schwerpunkt 48
Schwimmen 73
Schwingkreis 151, 158
Schwingung, elektromagnetische
157
–, erzwungene 56
–, freie 53
–, gedämpfte 55
–, gekoppelte 59
–, harmonische 53, 158
Schwingungsbauch 60
Schwingungsdämpfer 56
Schwingungsebene 207
Schwingungsgleichung 53
Schwingungsisolierung 56
Schwingungs-Überlagerung 58
Schwungrad 47
Schwungscheibe 50
Seebeck-Effekt 171
Sehhilfe 191
Sehweite, deutliche 191
Sehwinkel 192, 193
Seilwelle 60
Sekundärelektronen-Emission 165
Sekundärelement 170
Sekunde 12, 13
Selbstinduktion 149
Sender 161
Senke 122
Serienschaltung 126
Serienschwingkreis 159
SI 12
Sieden 88
Siedepunktserhöhung 88
Siedetemperatur 83
Siedeverzug 88
Siemens 14, 131
Sievert 14, 253
Signalspannung 167
Silizium 171, 172, 240, 243
Silizium-Fotodiode 244
Sinken 73
Skalar 18
Skalarprodukt 37
Snelliussches Brechungsgesetz 183
Solarkonstante 163, 215
Solarzelle 174, 244
Sommerfeld 224
Sonnenenergie 258
Sonnenfinsternis 181
Sonnenstrahlung 163
Spalt 199
Spaltfragment 255
Spannung 35, 124
–, elektrische 125
Spannungsdoppelbrechung 210
Spannungsquelle 130
Spannungsreihe, elektrochemische
170
Spannungsteiler 135
Spektralapparate 203
Spektrallampe 169
Spektrallinien-Serie 230
Spektrometer 203
Spektrum 59, 164
–, elektromagnetisches 164
Sperrschicht 173
Sperrspannung 173, 244
Spiegelbild 182
Spin 51, 224, 239
Spin-Bahn-Kopplung 225
Spinquantenzahl 224
Spitzeneffekt 123, 254
Spitzenleistung 40
Sprungtemperatur 132
Spule 154
Stammfunktion 24
Standard 12
Standardabweichung 17
Statik 49
Staudruck 75
Stefan-Boltzmannsches Gesetz
95
Steigungsdreieck 23
Stelle, signifikante 18
Stern-Gerlach-Versuch 225
Stirlingscher Kreisprozess 112
Stoffmenge 97
Stokessches Gesetz 76
Störstellenleiter 172
Störstellenleitung 243
Stoß zweiter Art 235
–, elastischer 39
–, inelastischer 40
Stoßanregung 235
Stoßgesetz 39

317
Sachwortverzeichnis
Stoßionisation 168, 174
Strahl, achsenparalleler 187
–, ausgezeichneter 188
–, außerordentlicher 208
–, ordentlicher 208
Strahlen 180
Strahlenbündel 186
Strahlenexposition 253
–, natürliche 253
Strahlenkrankheit 254
Strahlenschutz 253
Strahlteiler 206
Strahlung, ionisierende 164, 249
–, ultraviolette 164
Strahlungsdruck 163
Strahlungskonstante 95
Strahlungsnachweis 254
Streuung 209, 241
Strom 129
Stromdichte 129
Stromkreis 133
Stromlinie 77
Stromrichtung, technische 130
Strom-Spannungs-Kennlinie 168
Stromstärke 129
Strömung 74
–, laminare 76
–, turbulente 76
–, viskose 76
Strömungsgeschwindigkeit 74
Strömungsquerschnitt 75
Strömungswiderstand 77
Stromverzweigung 133
Stufenindexfaser 185
Sublimation 89
Südpol 137
Superpositionsprinzip 27, 57, 196
Supraleiter 132
System, abgeschlossenes 32
Szintillationszähler 255
Tangentialbeschleunigung 43
Taupunkt 91
Teilchen-Welle-Dualismus 228
Teleskop 193
Temperatur 82, 101
Temperaturgradient 92
Temperaturkoeffizient 131, 132
Temperaturmessung 85
Tera 15
Terahertzstrahlung 164
Termschema 223
Tesla 14, 139
Thermodynamik 82
Thermoelement 171
Thermografie 96, 164
Thermospannung 171
Thomson 149
Thomsonsche Formel 156, 158
Tiefdruckwirbel 46
Tiefpass 155
Tochterkern 251
Torus 258
Totalreflexion 184
Totzeit 255
Tragflügel 75
Trägheit 30
Trägheitsgesetz 30
Trägheitskraft 33
Trägheitsmoment 49
Trägheitsprinzip 30
Transformator 148, 152
Transistor 174
Transistoreffekt 175
Translation 22, 52
Transmission 241
Transversalwelle 60, 162
Trenn-Trafo 153
Triggerung 167
Triode 166
Tripelpunkt 83, 89
Tritium 246, 257
Tröpfchenmodell 255
Tubuslänge 195
Tubusrohr 194
Tunneleffekt 229, 250, 257
Tunneldiode 244
Tunnelstrom 244
Überlichtgeschwindigkeit 166
Übersetzungsverhältnis 153
Übertrager 153
Ultrakurzwelle 164
Ultraschall 61
Umkehrfunktion 73
Umkehrprisma 184, 193
Umlaufspannung, magnetische
140
Unbestimmtheitsbeziehung 219
Unschärferelation 219, 220
Unterdruck 75
Uran 246
U-V-W-Regel 143
Vakuum-Diode 166
Vakuum-Lichtgeschwindigkeit 13,
181
Vakuumröhre 215
Valenzband 242
Valenzelektron 240
van-der-Waals-Zustandsgleichung
99
Vektor 18
Vektorprodukt 47
Verarmungszone 173
Verbindung, binäre 172
Verbrennungsmotor 112
Verdampfungsenthalpie 87, 106,
256
Verdampfungswärme 88
Verdunstungskälte 89
Vergrößerung 192
–, nutzbare 195
Verlustleistung 133
Vermehrungsfaktor 256
Verschiebung 18
Verschiebungspolarisation 127
Verschiebungsstrom 159
Verteilungskurve 102
Vertrauensbereich 17
Vertrauensniveau 17
Verzeichnung 190
Vieldrahtkammer 254
Viele-Welten-Theorie 228
Vielstrahlinterferenz 198
virtuell 182
Viskosität 76
Vollkreis 42
Vollzylinder 50
Volt 14, 125
Voltmeter 136
Volumenänderungsarbeit 103
Volumenausdehnungskoeffizient 84
Volumenstrom 75
Vorsilbe 15
Wahrscheinlichkeitsverteilung 221
Wärme 82, 86
–, latente 88
Wärmedämmung 92
Wärmedurchgang 92
Wärmedurchgangskoeffizient 93
Wärmekapazität, molare 97
–, spezifische 86
Wärmekraftmaschine 110
Wärmelehre 82

318
Sachwortverzeichnis
Wärmeleitfähigkeit 92
Wärmeleitung 92
Wärmemenge 86
Wärmepumpe 91, 111
Wärmerohr 91
Wärmestrahlung 93
Wärmestrom 92
Wärmetod 117
Wärmetransport 91
Wärmeübergang 92
Wärmeübergangskoeffizient 92
Wasser, schweres 246
Wasserdampf 87
Wassermolekül 239
Wassersäule 71
Wasserstoffatom 224, 230
Wasserstoffbombe 258
Watt 14, 40, 133
Wattsekunde 40
Weber 14
Weber 147
Wechselstrom 152
Wechselstromleistung 157
Wechselstromwiderstand 154
Wechselwirkung, schwache 248
–, starke 248, 257
Weglänge, optische 183, 206
Weg-Zeit-Diagramm 22
Weißabgleich 95
Weissscher Bezirk 141
Welle, ebene 60
–, elektromagnetische 160, 161,
162
–, harmonische 59
–, stehende 60
Wellenenergie 196
Wellenfläche 60, 196
Wellenfront 196
Wellengruppe 162
Wellenlänge 60
Wellenleiter 163
Wellenmaschine 59
Wellenpaket 236
Wellenstrahl 199
Wellenwiderstand 163
Wellenzug 197
Welle-Teilchen-Dualismus 214
Weltbild, geozentrisches 63
–, heliozentrisches 63
Wert, effektiver 152
Wheatstonesche Brückenschaltung
135
Widerstand 129, 131
–, elektrischer 131
–, induktiver 154
–, kapazitiver 154
–, spezifischer 131, 171
Widerstandsbeiwert 77
Wien-Konstante 95
Wiensches Verschiebungsgesetz 95
Wilsonsche Nebelkammer 254
Windkanal 77
Winkelbeschleunigung 42
Winkelgeschwindigkeit 42
Wirbel 76
Wirbelfeld 138, 160
–, elektrisches 161
Wirbelstrom 148
Wirbelsturm 46
Wirkleistung 157
Wirkung 214, 215, 219
Wirkungsgrad 40, 111
Wirkungsquantum 214, 216
Wirkwiderstand 154
Wölbspiegel 183, 189
Wolframfaden 133
Wurf, schiefer 28
–, waagerechter 28
Xenon 169
Zahl, komplexe 156
Zählrate 255
Zählrohr 254
Zahnradmethode 180
Z-Diode 174
Zeigerdiagramm 155
Zeiger-Elektrometer 121
Zeit 12
Zeitdilatation 67
Zeitkonstante 136
Zener-Diode 244
Zener-Effekt 174
Zenti 15
Zentrifugalkraft 44
Zentripetalkraft 44
Zerfall, radioaktiver 249
Zerfallsgesetz 250
Zerfallskonstante 250
Zerfallsreihe 251
Zerlegung, spektrale 184, 203
Zerstreuungslinse 187
Zone, verbotene 241, 244
Zündspule 150
Zustand, angeregter 224
–, eingeschwungener 56
Zustandsänderung 103, 104
Zustandsänderung, adiabatische
107
Zustandsgleichung des idealen Gases
98
Zustandsgröße 82, 103
Zwischenbild, reelles 193, 194
Zylinderspule 138, 139, 140, 150