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Hanslmeier A: New Windows into the
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New Windows into the Universe

From the Hubble-, James Webb-, and Other Large Telescopes to Gravitational Wave Detectors

De Gruyter Series in Applied and Numerical Mathematics

Non-Newtonian Fluids with Variable Power-Law

Regularity Theory for Generalized Navier–Stokes Equations

Dieses Lehrbuch führt in die Standardinhalte der Vorlesungen über Theoretische Physik der Newtonschen und analytische Mechanik unter besonderer Berücksichtigung der speziellen Bedürfnisse von Lehramtsstudierenden ein. Im Vordergrund stehen dabei die grundlegenden Konzepte basierend auf Symmetrieprinzipien.BesonderheitenDie für das Verständnis der theoretischen Physik unabdingbaren mathematischen Methoden werden parallel zu den eigentlichen physikalischen Lernhinhalten bereitgestellt und alle Rechnungen mit ausführlichen Zwischenschritten vollständig ausgeführt.&nbsp;Die konzeptionellen Grundlagen, insbesondere die mathematische Beschreibung werden sorgfältig herausgearbeitet.&nbsp;Dies ermöglicht ein vertieftes Verständnis für die moderne Beschreibung der Naturgesetze und erleichtert den Einstieg für die weiterführenden Vorlesungen beträchtlich.InhaltEinführung in die theoretische Physik - Newtonsche Mechanik - Analytische Mechanik - AnwendungenZielgruppeDas Buch richtet sich an Bachelorstudierende der Physik und im Besonderen für das Gymnasiallehramt.VorkenntnisseAuf Abiturniveau werden&nbsp;Grundkenntnisse der Analysis, der linearen Algebra und der klassischen Mechanik und Elektrodynamik vorausgesetzt.Der AutorHendrik van Hees
 ist Akademischer Rat am Institut für Theoretische Physik an der Goethe-Universität Frankfurt. Neben seiner Forschungstätigkeit im Bereich der theoretischen Schwerionenphysik ist er für die Lehre der theoretischen Physik für Studierende des gymnasialen Lehramts zuständig.

Dieses Lehrbuch in drei Bänden führt in die Standardinhalte der Vorlesungen über Theoretische Physik (klassische Mechanik, Elektrodynamik und Quanten- und Relativitätstheorie) unter besonderer Berücksichtigung der speziellen Bedürfnisse von Lehramtsstudierenden ein. Im Vordergrund stehen dabei die grundlegenden Konzepte basierend auf Symmetrieprinzipien. Der vorliegende 1. Band behandelt die Newtonsche und analytische Mechanik.&nbsp;BesonderheitenDie konzeptionellen Grundlagen der klassischen Mechanik, insbesondere die mathematische Beschreibung von Raum und Zeit sowie der Begriff des Inertialsystems werden sorgfältig herausgearbeitet. Die für das Verständnis der theoretischen Physik unabdingbaren mathematischen Methoden werden parallel zu den eigentlichen physikalischen Lernhinhalten bereitgestellt und alle Rechnungen mit ausführlichen Zwischenschritten vollständig ausgeführt.&nbsp;Neben einer ausführlichen Behandlung der Newtonschen Mechanik mit den üblichen Beispielen zum freien Fall in Erdnähe, dem harmonischen Oszillator und dem Kepler-Problem der Planetenbewegung nimmt das Hamiltonsche Prinzip der kleinsten Wirkung und die ausführliche Behandlung der Symmetrieprinzipien und des Noether-Theorems einen breiten Raum ein. Dies ermöglicht ein vertieftes Verständnis für die moderne Beschreibung der Naturgesetze und erleichtert den Einstieg für die weiterführenden Vorlesungen beträchtlich, insbesondere der Quanten- und Relativitätstheorie.&nbsp;Inhalt1. Kinematik und Dynamik der Newtonschen Mechanik und Erhaltungssätze, 2. Newtonsches Gravitationsgesetz und Himmelsmechanik, 3. Bewegung in beschleunigten Bezugssystemen, 4. Analytische Mechanik und das Noether-Theorem in Lagrangescher und Hamiltonscher Formulierung, 5. Anwendungen auf die Bewegung starrer Körper und Kreiseltheorie.ZielgruppeDas Buch richtet sich an Bachelor-Studierende der Physik und im Besonderen an Studierende der Physik für das Gymnasiallehramt. Dabei wird dem besonderen Bedarf dieser Zielgruppe einer möglichst einfachen Einführung in die mathematischen Methoden &nbsp;Rechnung getragen.VorkenntnisseVorausgesetzt werden Grundkenntnisse der Analysis, der linearen Algebra und der klassischen Mechanik und Eektrodynamik auf Abiturniveau.

Theoretische Physik und mathematische Methoden klar erklärt

Mechanik für das gymnasiale Lehramt

"Provides a broad and accessible introduction to quantum field theory and the Standard Model of particle physics, adopting a distinctive pedagogical approach with clear intuitive explanations to complement the mathematical exposition. Includes topics of current research both within and beyond the Standard Model"--

Provides a broad and accessible introduction to quantum field theory and the Standard Model of particle physics, adopting a distinctive pedagogical approach with clear intuitive explanations to complement the mathematical exposition. Includes topics of current research both within and beyond the Standard Model.

From Fundamental Concepts to Dynamical Mechanisms

Uncovering Quantum Field Theory and the Standard Model

C.H.BECK Wissen

100 Jahre Quantentheorie 
 Mit der Hypothese, dass Energie nicht kontinuierlich, sondern in "Päckchen" - den sogenannten Quanten - abgegeben wird, läutete Max Planck 1900 die Ära der Quantenphysik ein. Ihre Aussagen halfen, bekannte Phänomene zu begründen, stellten aber gleichzeitig vertraute Regeln der klassischen Mechanik auf den Kopf. Ebenso wie die Welt der Quanten nie statisch ist und sich ständig wandelt, hat ihre Erforschung viele physikalische Konzepte grundlegend verändert - und tut dies auch heute noch. Gert-Ludwig Ingold beschreibt die Grundlagen und die geschichtlichen Hintergründe der Quantentheorie und bis hin zur aktuellen Entwicklung der Quantencomputer.

100 Jahre Quantentheorie Mit der Hypothese, dass Energie nicht kontinuierlich, sondern in "Päckchen" – den sogenannten Quanten – abgegeben wird, läutete Max Planck 1900 die Ära der Quantenphysik ein. Ihre Aussagen halfen, bekannte Phänomene zu begründen, stellten aber gleichzeitig vertraute Regeln der klassischen Mechanik auf den Kopf. Ebenso wie die Welt der Quanten nie statisch ist und sich ständig wandelt, hat ihre Erforschung viele physikalische Konzepte grundlegend verändert – und tut dies auch heute noch. Gert-Ludwig Ingold beschreibt die Grundlagen und die geschichtlichen Hintergründe der Quantentheorie und bis hin zur aktuellen Entwicklung der Quantencomputer.

Grundlagen der modernen Physik

Quantentheorie

De Gruyter Studies in Mathematics

Orthogonal Polynomials

Dieses Lehrbuch bietet bereits im Bachelorstudium einen gut verständlichen Zugang nicht nur zur 
speziellen, sondern auch zur allgemeinen Relativitätstheorie. Besonderheiten: 
Erstmals in einem Lehrbuch wird eine physikalische Herleitung der berühmten Kerr-Newman-Lösung&nbsp;gegeben. Dank der zahlreichen Übungsaufgaben mit ausführlich dargestellten Lösungen ist das Buch auch zum Selbststudium geeignet. Inhalt: 
Einführung – Der Minkowski-Raum, die Raumzeit der SRT – Lorentz-Transformationen – Vierervektoren und&nbsp;Vierertensoren – Relativistische Punktmechanik – Andere Teilgebiete der Physik im Rahmen der SRT –&nbsp;Grundideen der ART – Geometrie der Raumzeit – Physik in der gekrümmten Raumzeit – Die Einstein'schen&nbsp;Feldgleichungen – Der Newton'sche Grenzfall – Die Schwarzschild-Lösung – Die klassischen Effekte der&nbsp;ART – Kugelsymmetrische Sternmodelle – Die Schwarzschild-Lösung als Schwarzes Loch – Das&nbsp;Wirkungsprinzip der ART – Ausblick auf Gravitationswellen, Kosmologie und Quantengravitation –&nbsp;Mathematische Methoden – Rotierende und elektrisch geladene Schwarze Löcher – Die rotierende&nbsp;Staubscheibe Neuerungen (3. Aufl.): 
Neben neuen Aufgaben und Lösungen wurde auch ein Abschnitt zur Thermodynamik Schwarzer Löcher&nbsp;hinzugefügt. Zielgruppe: 
Studierende und Lehrende der Physik, sowohl im Hauptstudium als auch im Lehramtsstudium Vorkenntnisse: 
Vorausgesetzt werden lediglich Grundkenntnisse der klassischen Mechanik und der Elektrodynamik sowie&nbsp;der zugehörigen mathematischen Hilfsmittel. Der Autor 
Reinhard Meinel ist Professor für theoretische Physik an der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Seine 
Forschungsinteressen liegen hauptsächlich auf den Gebieten der Gravitationstheorie und der 
relativistischen Astrophysik.

Dieses Lehrbuch bietet bereits im Bachelorstudium einen gut verständlichen Zugang nicht nur zur
 
 speziellen, sondern auch zur allgemeinen Relativitätstheorie.
 Besonderheiten: 
 Erstmals in einem Lehrbuch wird eine physikalische Herleitung der berühmten Kerr-Newman-Lösung&nbsp;gegeben. Dank der zahlreichen Übungsaufgaben mit ausführlich dargestellten Lösungen ist das Buch auch&nbsp;zum Selbststudium geeignet.
 Inhalt: 
 Einführung – Der Minkowski-Raum, die Raumzeit der SRT – Lorentz-Transformationen – Vierervektoren und&nbsp;Vierertensoren – Relativistische Punktmechanik – Andere Teilgebiete der Physik im Rahmen der SRT – Grundideen der ART – Geometrie der Raumzeit – Physik in der gekrümmten Raumzeit – Die Einstein'schen&nbsp;Feldgleichungen – Der Newton'sche Grenzfall – Die Schwarzschild-Lösung – Die klassischen Effekte der&nbsp;ART – Kugelsymmetrische Sternmodelle – Die Schwarzschild-Lösung als Schwarzes Loch – Das&nbsp;Wirkungsprinzip der ART – Ausblick auf Gravitationswellen, Kosmologie und Quantengravitation –&nbsp;Mathematische Methoden – Rotierende und elektrisch geladene Schwarze Löcher – Die rotierende&nbsp;Staubscheibe
 Neuerungen (3. Aufl.): 
 Neben neuen Aufgaben und Lösungen wurde auch ein Abschnitt zur Thermodynamik Schwarzer Löcher&nbsp;hinzugefügt.
 Zielgruppe: 
 Studierende und Lehrende der Physik, sowohl im Hauptstudium als auch im Lehramtsstudium
 Vorkenntnisse: 
 Vorausgesetzt werden lediglich Grundkenntnisse der klassischen Mechanik und der Elektrodynamik sowie&nbsp;der zugehörigen mathematischen Hilfsmittel.

Spezielle und allgemeine Relativitätstheorie für Bachelorstudenten

... für Dummies

Wo Astronomie und Physik zusammenkommen Was steckt hinter den Dingen, die wir am Himmel sehen - astronomische Objekte wie Sterne und Himmelskörper? Mit dieser Frage beschäftigt sich die Astrophysik. Dieses Buch erklärt leicht verständlich alles, was Sie brauchen, um ein grundlegendes Verständnis der Astrophysik zu erlangen, sei es für Ihr Studium oder aus Interesse. Cynthia Phillips führt Sie in die Welt der Sterne und Galaxien ein und nimmt Sie mit auf eine faszinierende Reise durchs Universum. Sie lernen die Wissenschaft hinter Sternensystemen, Schwarzen Löchern, Dunkler Materie und anderen Phänomen kennen. Es gibt so viel zu entdecken! Sie erfahren <ul><li>Was außer Sternen, Schwarzen Löchern und Exoplaneten das Universum bevölkert</li> <li>Welche Wissenschaftler die Astrophysik geprägt haben</li> <li>Wie alles begann und wie es vielleicht endet</li></ul>

Astrophysik für Dummies

Radon Series on Computational and Applied Mathematics

Hilbert Space Methods for the Theory of Electromagnetism

Maxwell’s Equations

Über die Spezielle und die Allgemeine Relativitätstheorie

E = mc2

Data, Models and Simulation

Traffic Flow Dynamics

Chapman & Hall/CRC Monographs and Research Notes in Mathematics

This book explores the underlying concepts, physics and mathematics of wave scattering and wave field structures and self-consistently introduces a range of topics in scalar acoustics and quantum and vector electromagnetic scattering.

This book explores the underlying concepts, physics and mathematics of wave scattering and wave field structures and self-consistently introduces a range of topics in scalar acoustics and quantum and vector electromagnetic scattering.

Theory and Applications

Scattering of Waves

The Frontiers Collection

Complex systems seem to magically emerge from the interactions of their parts.&nbsp; A whirlpool emerges from water molecules.&nbsp; A living cell from organic molecules. You emerge from the cells of your body. Not since chaos has a concept from physics spread like wildfire to other disciplines. At the heart of emergence is the alluring idea that there’s more to the world than physics, a holistic component to nature, an edge of mystery.&nbsp;“Physics Fixes All the Facts” untangles emergence. This reveals something surprising: the term is redundant. In its weak form it is so weak that it applies to everything. In its strong form it is so restrictive that it is like the belief that there are pixies in your garden, impossible to exclude but not worth spending your time on. Graham then presents a framework called Austere Physicalism and uses it to reinterpret so-called emergent phenomena. In this radically materialist view, we are nothing but physical systems among others. The book ends with an exploration of what this means for&nbsp;free will and consciousness.Scientists and philosophers alike will find unexpected and exciting ideas in these pages. But the target audience is much broader including students who want to add context to their studies and the intellectually curious with some scientific background.“My envy of Graham’s erudition is only surpassed by my admiration of his achievement. This is the definitive guide to why the physical facts fix all the facts! It’s also the definitive diagnosis of all the specious arguments against this simple truth.”, Alex Rosenberg, R. Taylor Cole Professor of Philosophy, Duke University.&nbsp;

Complex systems seem to magically emerge from the interactions of their parts. A whirlpool emerges from water molecules.&nbsp; A living cell from organic molecules. You emerge from the cells of your body. Not since chaos has a concept from physics spread like wildfire to other disciplines. Emergence can be found from chemistry to economics; from psychology to ecology. At its heart is the alluring idea that there’s more to the world than physics, that there is a holistic component to nature, an edge of mystery.&nbsp;“Physics Fixes All the Facts” starts by taking you on a tour through a fascinating world of complexity, exploring phenomena from the inside of an atomic nucleus to bacterial behaviour to the ability of your thoughts to affect the world. These examples are used along with a thorough exploration of the philosophical literature to untangle the notoriously poorly defined concept of emergence. This reveals something surprising: the term emergence is redundant. In its weak form it is so weak that it applies to everything. In its strong form it is so restrictive that it is like the belief that there are pixies in your garden, impossible to exclude but not worth spending your time on. Emergence either applies to all systems or to none. Rather than telling us something about the nature of the world, it is an illusion, an artefact of our cognitive limitations.&nbsp;The past decade has seen a dozen or so monographs and collections about emergence, almost all resolutely supportive of the concept. This book aims to redress the balance.&nbsp; But it is more than just a campaign against the idea of emergence. Graham presents a framework called Austere Physicalism and argues that it is the only coherent way to view the world. He uses this framework to reinterpret so-called emergent phenomena and investigates its wider implications for science. In this radically materialist view, we are nothing but physical systems among others. “Physics Fixes All the Facts” ends by exploring what this means for our sense&nbsp;of free will and consciousness.The book will appeal to academics in fields which use the concepts of complexity or emergence. Scientists and philosophers alike will find unexpected and exciting ideas in these pages. But the target audience is much broader including students who want to add context to their studies and the intellectually curious with some scientific background.

Physics Fixes All the Facts

New Windows into the Universe

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