Mechanik für das gymnasiale Lehramt Theoretische Physik und mathematische Methoden klar erklärt
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Sprache:Deutsch
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Beschreibung
Produktdetails
Verkaufsrang
45229
Einband
Taschenbuch
Erscheinungsdatum
09.07.2025
Abbildungen
IX, 243 S. 56 Abb., 55 Abb. in Farbe.
Verlag
Springer BerlinSeitenzahl
243
Maße (L/B/H)
23,5/15,5/1,4 cm
Gewicht
508 g
Farbe
Rost
Sprache
Deutsch
ISBN
978-3-662-69046-8
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.
Besonderheiten
Die 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.
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.
Inhalt
1. 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.
Zielgruppe
Das 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 Rechnung getragen.
Vorkenntnisse
Vorausgesetzt werden Grundkenntnisse der Analysis, der linearen Algebra und der klassischen Mechanik und Elektrodynamik auf Abiturniveau.
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