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Klassische Theoretische Physik I (Theorie A, Einführung)

Klassische Theoretische Physik I (Theorie A, Einführung)
Typ: Vorlesung (V)
Semester: WS 15/16
Ort:

Neue Chemie 30.46 Chemie-Hörsaalgebäude

Zeit:

Montag 11:30 - 13:00 wöchentlich,

Beginn 19.10.2015

zusätzliche Vorlesung am Mo. 15.2.2016

9:00-10:30 im MTI (Geb. 30.33)



Beginn: 19.10.2015
Dozent:

Prof. Dr. Gerd Schön

SWS: 2
LVNr.: 4010111

Klassische Theoretische Physik I (Theorie A, Einführung)

Prof. Dr. Gerd Schön

Wintersemester 2015/2016

 

Allgemeine Bemerkungen und Organisatorisches - Inhalt der Vorlesung - Literaturhinweise

 

Allgemeine Bemerkungen und Organisatorisches

  • Vorlesung: Montags 11:30-13:00 im Hörsaal Neue Chemie 30.46 Chemie-Hörsaalgebäude
  • Die Vorlesung beginnt am 19.10.2015
  • Übungen: Freitags zwischen 8:00 und 13:00
  • Information zum Übungsbetrieb, zu Prüfungen (Vorleistungen und Klausur) und die Übungsblätter finden Sie auf der zugehörigen Webseite der Übung.
 

Inhalt der Vorlesung Klassische Theoretische Physik I

Newton'sche Mechanik

  1. Elementare Konzepte
    • Bahnkurven
    • Bewegung im Schwerefeld
    • Bewegung mit Reibung
  2. Newton'sche Axiome
  3. Harmonischer Oszillator
    • Beispiele
    • Lösung der Bewegungsgleichung
    • der gedämpfte harmonische Oszillator
    • der harmonisch getriebene harmonische Oszillator
    • Kraftstoß
    • beliebige Kraft, Green'sche Funktion
    • beliebige Kraft, Fourier-Transformation
  4. Energie
    • ein-dimensional, kinetische und potenzielle Energie, Arbeit
    • Lösung 1d Bewegungsgl. über Energiesatz
    • drei-dimensional
    • allgemeine konservative Kraft
    • dissipative Kräfte
    • System von Massenpunkten
  5. Impuls
    • Galilei-Transformation
    • Schwerpunkt
    • Elastische Stöße (in Übungen)
    • 2-Körperproblem, Relativbewegung, reduzierte Masse
  6. Drehimpuls
    • Drehimpuls und Drehmoment
    • Zentralkräfte und Bewegung in einer Ebene
    • Scheinkraft, Zentrifugalkraft
    • System von Massenpunkten
  7. Das 2-Körperproblem mit Zentralkraft (Kepler)
    • 3 Kepler'sche Gesetze
    • 2-Körperproblem und Erhaltungsätze
    • Konsequenz der Drehimpulserhaltung
    • Konsequenz der Energieerhaltung, effektives Potenzial mit Zentrifugalbarriere
    • Bahnkurve aus Energieerhaltungssatz, Ellipsen
    • 3. Kepler'sches Gesetz
    • Hyperbelbahnen
    • Rutherford-Streuung

 

Parallel zum Vorlesungsstoff werden nötige mathematische Hilfsmittel eingeführt. Z.B.:

  • Vektoren
  • Komplexe Zahlen
  • Reihenentwicklung, Taylor-Entwicklung
  • Lösungsmethoden für Differentialgleichungen
    • Separation der Variablen
    • Exponentialansatz
    • über Energieerhaltung
  • Delta-Funktion
  • Fourier-Reihen und -Integrale, Fourier-Transformation
  • Gradient, Divergenz, Rotation
  • Zylinderkoordinaten

 

 

Empfohlene Literatur

  • J. Honerkamp und H. Römer,
    Klassische Theoretische Physik, ein Einführung, Springer 2012
  • T. Fliessbach,
    Mechanik, Lehrbuch zur Theoretischen Physik I, Spektrum 1996
  • L.D. Landau, E. M. Lifshitz,
    Lehrbuch der Theoretischen Physik I, Mechanik, Akademie Verlag 1975
  • V.D. Barger, M.G. Olsson,
    Classical Mechanics, A Modern Perspective, McGraw-Hill 1995
  • R.P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands,
    The Feynman Lectures on Physics, Vol. 1, Addison-Wesley
  • H. Goldstein,
    Klassische Mechanik, Aula Verlag 1991
  • W. Nolting,
    Grundkurs Theoretische Physik, Mechanik/EM> Zimmermann-Neufang 1994

 

Formelsammlungen

  • Bronstein, Semendjajew, Musiol, Mühlig,
    Taschenbuch der Mathematik, Verlag Harri Deutsch 2000
  • Teubner Taschenbuch der Mathematik, Verlag Vieweg+Teubner 2003