Download e-book for kindle: Die Entdeckung des Unvorstellbaren: Einblicke in die Physik by Josef Honerkamp

By Josef Honerkamp

ISBN-10: 3827424259

ISBN-13: 9783827424259

ISBN-10: 3827424267

ISBN-13: 9783827424266

Wie kam es zu den wichtigsten Entdeckungen der Physik? Welche Hindernisse mussten überwunden, welche Vorstellungen über Bord geworfen werden? Wie stellt sich das etablierte Weltbild der Physik in seinen Grundzügen heutzutage dar?

Der Autor nimmt Sie mit auf eine unterhaltsame und anregende Reise durch die letzten Jahrhunderte, er zeigt Ihnen wichtige Meilensteile des physikalischen Fortschritts seit Galileo Galilei und erklärt Ihnen, welcher artwork die gewonnen Erkenntnisse sind.

Sie werden dabei erfahren, wie Physik „funktioniert", warum und in welcher shape es dort gesichertes Wissen gibt. Sie werden die Macht der naturwissenschaftlichen Methode kennen lernen, aber auch die Grenzen physikalischer Theorien. Sie werden ganz konkret den Lernprozess der Menschheit nachvollziehen können und dabei auch selbst etwas Physik lernen: die Grundzüge der Mechanik, des Elektromagnetismus und der Wärmelehre sowie die grundlegenden Ideen der wichtigsten Theorien des 20. Jahrhunderts, der Relativitätstheorien und der Quantenmechanik.

Das Buch ist für alle da, die einfach einmal wissen wollen, wie Physik funktioniert. Es wendet sich auch an Studierende der Physik, die einen Überblick über die Themen ihres Studiums zu schätzen wissen. Ausgebildete Physiker werden sicherlich auf etliches stoßen, was once sie so noch nicht gesehen haben.

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Klappe vorne

Auf dem Weg der Physik während der vergangenen Jahrhunderte wurden die Menschen mit immer neuen Vorstellungen konfrontiert. Geleitet durch Theorien, die der Prüfung durch das test bisher standgehalten haben, wurden die Begriffe, die zur Erklärung der Welt notwendig werden, immer unanschaulicher, und sie waren stets so neu und unvorhersehbar, dass sie durch reines Denken allein wohl nie entdeckt worden wären. Als die Physiker begannen, in die Welt der kleinsten und größten Dimensionen einzudringen, mussten sie entdecken, dass wir die Natur außerhalb unserer menschlichen Erfahrungswelt nur verstehen können, wenn wir „Unvorstellbares" akzeptieren. Unsere Vorstellungskraft ist durch die Evolution geprägt und damit auf die Welt unserer menschlichen Erfahrungen beschränkt. Die Mathematik verbleibt als einzige Sprache für den Umgang mit diesen Begriffen.

Klappe hinten

Josef Honerkamp hat mehr als 30 Jahre als Professor für Theoretische Physik gelehrt, zunächst an der Universität Bonn, dann viele Jahre an der Universität Freiburg. Er ist Autor mehrere Lehrbücher, im Rahmen seiner Forschungstätigkeit hat er auf folgenden Gebieten gearbeitet: Quantenfeldtheorie, Statistische Mechanik, Nichtlineare Systeme und Stochastische Dynamische Systeme. Er ist Mitglied der Heidelberger Akademie der Wissenschaften.

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Aus dem Vergleich der Umlaufzeiten und mithilfe des dritten Keplerschen Gesetzes fand er, dass eine Kraft, die in „zweifacher Proportion“ mit der Entfernung abnimmt, mit den Beobachtungsdaten bei den Planeten übereinstimmt. „Abnahme mit der Entfernung in zweifacher Proportion“ würden wir heute so formulieren: Die Kraft ist umgekehrt proportional dem Quadrat der Entfernung. Verdoppelt sich also z. B. die Entfernung, so nimmt die Kraft um das Vierfache ab. Der Gedanke, dass sich alle Körper gegenseitig anziehen und dass diese Anziehung für das Gewicht der Körper auf der Erde und für die Bewegung der Himmelskörper verantwortlich ist, war damals schon bekannt, auch war die Abnahme der Anziehungskraft „in zweifacher Proportion mit der Entfernung“ schon gelegentlich vermutet worden.

Ich hätte längst statt „äußerer EinÁuss“ immer Kraft sagen können. Aber ich genierte mich etwas, denn das Wort Kraft ist aus der Umgangssprache mit verschiedensten Bedeutungen beladen, und auch in der Physik hat es lange gedauert, bis man eine klare Vorstellung von dem Kraftbegriff hatte und diesen nicht mehr mit einem Kraftstoß oder mit der Energie verwechselte. So habe ich immer den etwas diffusen Begriff „äußerer EinÁuss“ benutzt, und jetzt sage ich: Einen äußeren EinÁuss, der die Bewegung verändert, nenne ich Kraft.

Aber wie kann man eine Geschwindigkeitsänderung in mathematische Worte fassen? Betrachten wir zunächst statt der Geschwindigkeitsänderung eine Änderung des Ortes. Der Ort des Körpers, ausgedrückt durch die Koordinaten seines Schwerpunktes, ist ja die Grundgröße, die uns letztlich interessiert – und das in Abhängigkeit von der Zeit. Nun weiß jedes Kind, dass eine Ortsänderung mit verschiedener Geschwindigkeit erreicht werden kann: Wenn man seinen Ort verändert, in dem man in einer Stunde einen Weg von fünf Kilometern zurücklegt, dann hat man auf diesem Weg die mittlere Geschwindigkeit von fünf Kilometern pro Stunde.

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by Michael
4.5

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