Relativitätstheorie aktuell: Ein Beitrag zur Einheit der Physik (Teubner Studienbücher Physik) - Softcover

Das Buch ist an folgenden Leserkreis adressiert: Naturwissenschaftler und Philosophen im allgemeinen sowie Studenten, Lehrer und Wissenschaftler auf den Gebieten Physik, Mathematik, Chemie und Technik im besonderen. Zu groBem Dank verpflichtet bin ich Herrn Dr. P. Spuhler vom Verlag fur viel Verstandnis und Entgegenkommen und Dr. W. Meinhardt fUr die geleistete technische Hilfe. Jena, Juni 1995 Ernst Schmutzer Inhalt Kurzbiographie Albert Einsteins 11 1 Vorrelativistische Physik 21 1. 1 Das Physikverstandnis von Aristoteles und Galilei . . . . . . . 21 1. 2 Newtonsche Mechanik und Gravitationstheorie: Newtons Auf fassung von Raum und Zeit, Grundgesetze der mechanischen Bewegung und der Gravitation. . . . . . . . . . . . . . . . . 26 . 1. 3 Inertialsystem und Nichtinertialsystem, Galileisches Rela- vitatsprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1. 4 Maxwellsche Theorie des Elektromagnetismus . . . . . . . . . 42 1. 5 Die Krise in der Newtonschen Mechanik und in der Elektro magnetik-Optik am Ende des 19. Jahrhunderts. Das Michel son-Experiment uncl cler Zusammenbruch cler Atherhypothese 47 2 Weitere Experimente zur Vorbereitung oder Bestatigung der Speziellen Relativitatstheorie 56 2. 1 Astronomische Aberration 56 2. 2 Doppler-Effekt . . . . . 58 2. 3 Trouton-Noble-Versuch 59 2. 4 Wienscher Versuch . . 59 2. 5 Fizeauscher Mitfiihrungsversuch 60 2. 6 Messung cler Lebensdauer von Myonen 61 2. 7 Sagnac-Versuch. . . . . 61 2. 8 Michelson-Gale-Versuch . 62 3 Speziell-relativistische Physik 63 3. 1 Die VorUiufer cler Speziellen Relativitatstheorie . . . . . . . . 63 3. 2 Das Spezielle Relativitatsprinzip und die Lorentz-Transfor- tion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 . . . . . . 8 Inhalt 3. 3 Die Entdeckung der Vierdimensionalitat der Raum-Zeit (M- kowski-Raum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 3. 4 Speziell-relativistische Theorienbildung: Mechanik, Elekt- magnetik und Quantenmechanik . . . . . . . . . . . . . . 80 3."

Das Buch behandelt nach einer historischen Einführung mit der vorrelativistischen Physik als Ausgangspunkt die Grundlagen der Speziellen Relativitätstheorie (Experimente, Lorentz-Transformation, Vierdimensionalität der Raum-Zeit, Längenkontraktion, Zeitdilatation, Relativierung der Gleichzeitigkeit, Zwillingsparadoxon, Massenveränderlichkeit, Masse-Energie-Relation u.a.). Darauf aufbauend wird der Übergang zur Allgemeinen Relativitätstheorie vollzogen, wobei neben dem Allgemeinen Relativitätsprinzip die Einsteinsche Gravitationstheorie und die daraus hervorgehende Kosmologie eingehend behandelt werden. Schwerpunkt sind dabei: Schwarzschild-Lösung mit den Einsteinschen planetaren Effekten, exotische Himmelskörper (Quasare, Pulsare, Neutronensterne, Schwarze Löcher), Gravitationswellen. Ein besonderer Abschnitt des Buches widmet sich den Symmetrien und Erhaltungsgesetzen in der Relativitätstheorie sowie den damit verbundenen Fragen der Theorie der Elementarteilchen. Das Buch schließt mit tiefgründigen Betrachtungen zur Einheit der Physik ab, wobei das Problem einer einheitlichen Feldtheorie der Physik im Mittelpunkt steht. An entscheidenden Stellen des Buches werden historische und erkenntnistheoretische Fragen behandelt.