Inhaltsverzeichnis
Vorwort |
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A |
Es knistert im Gebälk | |
A1 | Newtons Fundamente der klassischen Physik | 4 |
A2nn |
Das Relativitätsprinzip von Galileo Galilei | 8 |
A3 | Maxwells Theorie des Elektromagnetismus ist inkompatibel | 10 |
A4 | Einstein durchtrennt den Gordischen Knoten | 14 |
A5 | Anregungen | 16 |
B |
Die drei fundamentalen Konsequenzen | |
B1 | Primo: Gleichzeitigkeit ist relativ | 20 |
B2 | Secundo: Schnelle Uhren ticken langsamer | 24 |
B3 | Tertio: Schnelle Massstäbe sind kürzer | 26 |
B4 | Eine experimentelle Bestätigung: Myonen 1 | 28 |
B5 | Myonen 2 : Die andere Sicht | 29 |
B6 | Quantitatives zur Relativität der Gleichzeitigkeit | 30 |
B7 | Aufgaben und Anregungen | 32 |
C |
Epstein erklärt alles ganz einfach | |
C1 | Epsteins Mythos | 36 |
C2 | Epstein-Diagramme | 37 |
C3 | Die Zeitdilatation im Epstein-Diagramm | 40 |
C4 | Die Längenkontraktion im Epstein-Diagramm | 41 |
C5 | Die Desynchronisation im Epstein-Diagramm | 43 |
C6 | Unsere Musteraufgabe im Epstein-Diagramm | 44 |
C7 | Das Zwillings-Paradoxon im Epstein-Diagramm | 46 |
C8 | Zusammenfassung | 47 |
C9 | Aufgaben und Anregungen | 48 |
D |
Lorentz-Transformationen, Geschwindigkeitsaddition und Dopplereffekt | |
D1 | Koordinatentransformationen vor der SRT | 52 |
D2 | Herleitung der Lorentz-Transformationen aus dem Epstein-Diagramm | 54 |
D3 | Herleitung der Lorentz-Transformationen aus den Grundphänomenen | 58 |
D4 | Die Addition von Geschwindigkeiten in der SRT | 59 |
D5 | Quergeschwindigkeiten und Aberration | 60 |
D6 | Die optische Dopplerformel | 61 |
D7 | Aufgaben und Anregungen | 64 |
Masse, Impuls und Energie
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E1 | Der symmetrische Faustschlag | 68 |
E2 | Epstein-Diagramme für Masse und Impuls | 70 |
E3 | Masse und Energie - Betrachtungen im abgeschlossenen System | 72 |
E4 | Energie hat also Masse. Wieviel Masse hat denn 1 Joule ? | 74 |
E5 | Epstein-Diagramme für Energie und Impuls | 78 |
E6 | Aufgaben und Anregungen | 80 |
F |
Die Erhaltungssätze | |
F1 | Die ganze Physik | 84 |
F2 | Die relativistischen Korrekturen | 86 |
F3 | Beispiele zur Masse-Energie-Erhaltung | 88 |
F4 | Relativistische Stösse | 92 |
F5 | Erzeugung und Vernichtung von Teilchen | 94 |
F6 | Wie es jetzt weitergehen könnte ... | 95 |
F7 | Aufgaben und Anregungen | 96 |
G |
Von der Speziellen zur Allgemeinen Relativitätstheorie | |
G1 | Eine seltsame experimentelle Tatsache | 100 |
G2 | Das Äquivalenzprinzip | 102 |
G3 | Unsere Beschränkung auf einen wichtigen Spezialfall | 104 |
G4 | Uhren und Massstäbe im Schwarzschild-Feld | 108 |
G5 | Verschiedene Lichtgeschwindigkeiten !? | 112 |
G6 | Aufgaben und Anregungen | 114 |
H |
Epsteindiagramme zur Allgemeinen Relativitätstheorie | |
H1 | Gravitation und Krümmung der Raumzeit | 118 |
H2 | Nochmals Zwillinge, die unterschiedlich schnell altern | 120 |
H3 | Eine quantitative Betrachtung | 121 |
H4 | Das Prinzip der maximalen Eigenzeit | 122 |
H5 | Epsteindiagramme - flach oder eingerollt | 124 |
H6 | Gravitation und Krümmung des Raumes | 127 |
H7 | Aufgaben und Anregungen | 130 |
I |
Experimente zur Allgemeinen Relativitätstheorie | |
I1 | Die Periheldrehung des Merkur | 134 |
I2 | Die Lichtablenkung im Gravitationsfeld der Sonne | 137 |
I3 | Das Shapiro-Experiment | 140 |
I4 | Das Experiment von Rebka und Pound | 143 |
I5 | Hafele und Keating reisen um die Welt | 144 |
I6 | Das Maryland-Experiment | 145 |
I7 | GPS, LRS und Relativitätstheorie | 146 |
I8 | Der Einstein-Thirring-Lense-Effekt | 148 |
I9 | Gravitationswellen | 150 |
I10 | Aufgaben und Anregungen | 152 |
K |
Vertiefungen und selbständige Arbeiten | |
K1 | Alte Experimente zur Messung der Lichtgeschwindigkeit | 156 |
K2 | Natürliche Masseinheiten in der SRT und ART | 157 |
K3 | Allgemeine Formeln für die Geschwindigkeitsaddition, den Dopplereffekt und die Aberration | 158 |
K4 | Kräfte und Beschleunigungen in der SRT | 159 |
K5 | "Die Eroberung des Weltraumes" | 160 |
K6 | Alternative Herleitungen von E = m·c^2 | 161 |
K7 | Herleitung der Geschwindigkeits-Addition aus dem Epstein-Diagramm | 162 |
K8 | Die Transformation der elektromagnetischen Grössen | 164 |
K9 | SRT mit Vierervektoren | 165 |
K10 |
Messen und Sehen in der SRT | 166 |
K11 | SRT mit Minkowski-Diagrammen | 168 |
K12 | SRT mit Penrose-Diagrammen | 169 |
K13 | SRT mit Asano-Diagrammen | 170 |
L | Literatur | |
L1 | Literaturverzeichnis in der Reihenfolge des Auftretens | 174 |
L2 | Literaturverzeichnis alphabetisch nach Autor | 178 |