Schlüsselkonzepte zur Physik

Klaus Lichtenegger (*1979) studierte in Graz Technische Physik und Umweltsystemwissenschaften, er promovierte in theoretischer Elementarteilchenphysik und war in der universitären Lehre tätig. Zur Zeit arbeitet er im Bereich erneuerbarer Energie und komplexer Systeme an einem außeruniversitären Forschungszentrum. Er ist Mitautor des großen Lehrbuchs Mathematik sowie Mitherausgeber von Quanten, Felder, Schwarze Löcher – ein Streifzug durch die moderne Physik.

Eine Landkarte der Physik.-1 Klassische Mechanik.Die Newton’schen Axiome.Das Gravitationsgesetz.Rotierende Systeme.Symmetrien und der Satz von Noether.Der Lagrange-Formalismus.Das Hamilton’schen Prinzip.Fluidmechanik.Chaotische Systeme.-2 Elektrizität und Magnetismus.Elektrizität und Magnetismus.Magnetische Materialien.Die Maxwell-Gleichungen.Das Vektorpotential und die Minimalankopplung.Das Millikan-Experiment
Plasmaphysik.-3 Wellen, Optik und Akustik.Schwingungen und Wellen.Schall.Das elektromagentische Spektrum.Geometrische Optik.Linsen und Abbildungsgleichungen.Optische Holographie.Solitonen.-4 Thermodynamik und Statistische Physik.Temperatur und Wärme.Entropie und der Zweite Hauptsatz.Kreisprozesse.Die Maxwell-Boltzmann-Verteilung.Transportgleichungen.Brown’sche Bewegung.Der Maxwell’sche Dämon.Bose- und Fermi-Statistik.Phasenübergänge und kritische Phänomene.-5 Atome, Kerne, Elementarteilchen.Atomorbitale.Der Laser.Rutherford-Streuung.Radioaktivität.Antiteilchen.Teilchenbeschleuniger.Detektoren für Elementarteilchen.Vom Teilchenzoo zum Standardmodell.Gibt es Tachyonen?.-6 Spezielle Relativitätstheorie.Der Weg zur Relativitätstheorie.Das Michelson-Morley-Experiment.Relativistische Formulierung.Relativistische Effekte.Čerenkov-Strahlung.-7 Quantenmechanik.Das Doppelspalt-Experiment.Die Postulate der Quantenmechanik.Die Schrödinger-Gleichung.Schrödingers Katze und Wigners Freund.Der harmonische Oszillator.Verschränkte Zustände.Vielteilchen-Quantenmechanik.Rechenmethoden in der Quantenmechanik.Das Feynman’sche Pfadintegral.Das Einstein-Podolsky-Rosen-Paradoxon.Die Grenzen des Kopierens.Anyonen.-8 Festkörperphysik.Kristallgitter.Das reziproke Gitter.Fermi-Fläche und Besetzungsfunktion.Normalschwingungen und Phononen.Plasmonen, Magnonen, Polaritonen.Defekte in Festkörpern.Supraleitung.Bose-Einstein-Kondensation.Jenseits des Lichtmikroskops.Der Mößbauer-Effekt.Metamaterialien.-9 Eichtheorien und Quantenfelder.Eichinvarianz und Eichtheorien.Der Aharanov-Bohm-Effekt.Quantenelektrodynamik.Quantenfeldtheorie.Dynamische Symmetriebrechung.Feynman-Diagramme.Die Renormierungsgruppe.Quantenchromodynamik: Quarks, Gluonen und Confinement.Elektroschwache Theorie.Supersymmetrie.-10 Allgemeine Relativitätstheorie.Allgemeine Relativitätstheorie.Schwarze Löcher.Gravitationswellen.Exotische Materie.-11 Gravitation und Kosmologie.Kosmologische Grundüberlegungen.Die Kosmologische Konstante.Planck-Einheiten.Casimir-Effekt.Hawking-Strahlung.Das holographische Prinzip.Wie konstant sind die Naturkonstanten?.-Anmerkungen und Quellen.-Symbolverzeichnis