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E1 & E1p MechanikDienstag und Freitag 10:15-11:45Thomas UdemMax-Planck Institut für Quantenoptik, GarchingLMU Lehrstuhl ntePaul Koza und Johanna rlesungen/wise 21 22/E1 -Mechanik/index.htmloder Google: „LMU Physik E1 Mechanik 2021“1
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Übungen/VertretungDr. Karl-Heinz MantelLehrstuhl für BioMolekulare OptikSektion Physik der Ludwig-Maximilians-UniversitätOettingenstrasse 67D-80538 muenchen.de- Die Übungen sind wesentlicher Bestandteil der Vorlesung.- Aufgabenblätter jeden Mittwoch auf der Homepage (erstes Blatt morgen).- Lesen Sie die Hinweise zu den Übungen auf der Homepage:- Klausuraufgaben orientieren sich an den Übungsaufgaben.- Es wird keine Musterlösungen geben.- Bonussystem fürs Vorrechnen (70% der Aufgaben: eine Notenstufe 0,3).4
Übungsgruppen E1/E1p1Mi10-12Schellingstr. 4H5372Mi10-12Schellingstr. 4H2063Mi10-12Theresienstr. 41C1134Mi10-12Ludwigstr. 28RG 5035Mi10-12Theresienstr. 41C1126Mi10-12Theresienstr. 39B1397Mi10-12Schellingstr. 4HU123 (Englisch)8Mi14-16Schellingstr. 4H2069Mi18-20Schellingstr. 4HU12310Mi18-20Schellingstr. 4H53711Do08-10Theresienstr. 41C11212Do08-10Schellingstr. 4HU12313Do12-14Schellingstr. 4H20614Do12-14Schellingstr. 4H53715Do12-14Schellingstr. 4HU12316Do16-18Schellingstr. 4HU12317Fr08-10Schellingstr. 4HU12318Fr08-10Schellingstr. 4H20619Fr12-14Schellingstr. 4HU12320Fr12-14Schellingstr. 4H2065
Übungen- Übungsgruppen ab dem 27./28./29.10.- Anmeldung zur Übungsgruppe noch bis Do 21.10. 24:00 via LSF; Infos siehe Homepage.- Übungsgruppen werden zugeteilt: Bekanntgabe auf Homepage ab Montag den 25.10. 12:00- Wechsel der Übungsgruppe nur nach Rücksprache mit Übungsgruppenleiter.- E1p: Gruppe 5, Mittwoch 10-12, Theresienstraße 41, C112.- Alle Infos auch auf der Homepage.6
LiteraturWolfgang DemtröderExperimentalphysik 1:Mechanik und WärmeSpringer; 8. Auflage 2017ISBN-13: 978-3-662-54846-2ca. 40,-7
LiteraturDieter MeschedeGerthsen PhysikSpringer; 25. Auflage 2015ISBN-13: 978-3662459768ca. 50,(entsprechende Kapitel)8
Vorlesungsmodus Die Vorlesung orientiert sich an Kapitel aus Demtröder & Gerthsen.Skriptum/Mitschrift online und/oder selbst mitschreiben.Versuche das Meiste anzuschreiben, möglichst kein Power Point.Projiziertes und zusätzliches Material auf der Homepage.Begin c.t. 10:15, Ende 11:45 ohne Pause.Fragen: jeder Zeit während der Vorlesung oder auch per email.Weitere Fragen nach der Vorlesung.Nehmen Sie aktiv an den Übungen Teil.Lösen Sie die Aufgaben möglichst in Gruppen.Sprechen Sie die Tutoren auf Ihre Wissenslücken an.9
Stoffplan0. Einführung1. Methoden der Physik2. Kinematik des Massenpunkts3. Newtonsche Mechanik4. Zentrales Kraftfeld5. Bewegte Bezugssysteme6. Spezielle Relativitätstheorie7. Bewegung starrer Körper8. Harmonischer Oszillator9. Elastizitätslehre, Festkörper10. Flüssigkeiten11. Gase12. Nichtlineare Dynamik und Chaos10
Was ist Physik? Physik befasst sich mit dem Aufbau der Materie, und deren Wechselwirkung.Der Erkenntnisgewinn geschieht durch Vergleich von Theorien mitExperimenten die diese falsifizieren oder bestätigen (aber nicht beweisen)können. Falsifizierte Theorien werden verworfen oder verfeinert.Die Physik ist eine quantitative Wissenschaft. Qualitative Beschreibungen wie„groß“ oder „klein“ sind physikalisch nicht sinnvoll, nur Aussagen wie „größerals “ „kleiner als “.Auf der klassischen Mechanik baut die gesamte Physik auf.In der Grundlagenforschung findet diese allerdings keine Anwendung mehrund ist durch die Quantenmechanik ersetzt.In der angewandten Physik und insbesondere im Ingenieurwesen wird sieweiterhin gebraucht.Physiker sind für die unlösbaren Aufgaben vorgesehen. Nicht so leichtaufgegeben und nicht frustrieren lassen!11
Historisches: AntikeAntike NaturphilosophieDurch Überlegung und Beobachtung ohne experimentelle Überprüfung.Demokrit: unteilbar kleinste Teilchen, tome schneiden. Unendlich viele verschiedene Atome.Aristoteles: Die vier Elemente Erde, Feuer, Wasser, Luft streben ihremnatürlichen Ort zu und kommen dort zur Ruhe. Feuer nach oben, Erde nachunten. Die ungebremste Bewegung am Himmel unterliegt dem nicht undbesteht daher aus einem fünften Element der Quintessenz. Bewegung wirddurch ein Medium vermittelt. Ohne Medium keinen Bewegung, daherexistiert kein Vakuum (horror vacui). Geozentrisches Weltbild. Bis zumEnde des Mittelalters vorwiegende Auffassung.Ptolemäus: Planetenbahnen umkreisen die Erde auf Epizykeln. „Falsche“Theorie macht korrekte Vorhersagen! Lange Zeit auch präziser als Keppler.Archimedes: Kreisberechnung, Hebelgesetze, Schwerpunkt, Auftrieb.12
Historisches: RenaissanceKlassische Physik (1600 bis 1900)Experimentelle Überprüfung von Hypothesen. Überprüfen statt Glauben.Explosion des Wissens.Galilei: Fallgesetzte, Koordinatensystem, Astronomie.Kepler: Gesetze der Himmelsmechanik.Newton: Grundprinzipien der Mechanik (träge Masse), Gravitation, Optik(Welle oder Teilchen).Gasgesetze: Atome, Thermodynamik, Dampfmaschinen.Maxwell: Theorie des Elektromagnetismus. Relativistisch korrekt!Ende des 20. Jh. erscheint vielen die Physik als abgeschlossen.„Lediglich“ die Wärmestrahlung und das Michelson-Morley Experimentwaren noch nicht verstanden.13
Historisches: ModerneModerne Physik (seit 1900)Geht an die Grenze des Vorstellbaren, und darüber hinaus!2. Explosion des Wissens.Max-Planck (1858-1947):Wärmestrahlung, Energiequantelung und daraus eine völligneue Physik, die Quantenmechanik (Wellen!).14
Historisches: ModerneModerne Physik (seit 1900)Geht an die Grenze des Vorstellbaren, und darüber hinaus!2. Explosion des Wissens.Niels Bohr (1885-1962), Erwin Schrödinger (1887-1961),Paul Dirac (1902-1984), Willis Lamb (1913-2008):Genaues Verständnis des Wasserstoffatoms, heute auf 15 Dezimalstellen.15
Historisches: ModerneModerne Physik (seit 1900)Geht an die Grenze des Vorstellbaren, und darüber hinaus!2. Explosion des Wissens.Albert Einstein (1879-1955):Quantentheorie, Relativität, Gravitationund vieles Mehr.16
Historisches: ModerneModerne Physik (seit 1900)Geht an die Grenze des Vorstellbaren, und darüber hinaus!2. Explosion des Wissens.Werner Heisenberg (1901-1976):Quantentheorie, Unschärferelation.17
Historisches: ModerneModerne Physik (seit 1900)Geht an die Grenze des Vorstellbaren, und darüber hinaus!2. Explosion des Wissens.Emmy Noether (1882-1935):Zu jeder Symmetrie gehört eine Erhaltungsgröße.Grundlage der Quantenfeldtheorie (Wellen UND Teilchen!)18
Physik WeltkarteMechanikTrajektorien:Wellen:quantisierte axwellFermionenBosonenklassische Physik vs. Quantenphysik19
Teilchen WeltkarteSkalen Hierarchie: Film „Zehn Hoch“20
Grenzen der bekannten PhysikGrenzen der bekannten PhysikGravitation und Quantenmechanik lässt sich nicht gleichzeitig anwenden.Allgemeine RelativitätstheorieRelativistische QuantenmechanikGröße einer Punktmasse:Größe einer lektron:Erde:
Grenzen der bekannten PhysikBekannte Physik bricht zusammen für:Planck-Skala*:für punktförmigesTeilchen!
Grenzen der bekannten PhysikPlanck Skala Grenze der bekannten PhysikGravitation (ART)Quantenmechanik- Urnknall: Planck-Ära (ersten 10-44 sec)- Hawking Strahlung (?)
Grenzen der bekannten Physik
Grenzen der bekannten PhysikThe detailed, all-sky picture of the infant universe created from nine years of WMAP data. The image reveals 13.77 billion year old temperature fluctuations(shown as color differences) that correspond to the seeds that grew to become the galaxies. The signal from the our Galaxy was subtracted using the multi-frequencydata. This image shows a temperature range of 200 microKelvin.
Grenzen der bekannten Physik
Grenzen der bekannten PhysikWIMPS or MACHOs?
Energie28
Sonnenenergie für die Menschheit?
Andere Energiequellen
Andere Energiequellen
Andere Energiequellen
Andere Energiequellen
Fossile Brennstoffe
C02
C02https://gml.noaa.gov/
Die Physik ist eine quantitative Wissenschaft. Qualitative Beschreibungen wie „groß“ oder „klein“ sind physikalisch nicht sinnvoll, nur Aussagen wie „größer als “ „kleiner als “. Auf der klassischen Mechanik baut die gesamte Physik auf. In der Grundla
