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Vorwort |
6 |
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Inhaltsverzeichnis |
8 |
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Grundlagen |
14 |
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1 Einführung |
14 |
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1.1 Physikalische Größen |
14 |
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1.1.1 Symbolik |
14 |
|
|
1.1.2 Maßeinheiten |
14 |
|
|
1.1.3 Größen- und Zahlenwertgleichungen |
15 |
|
|
1.2 Fehlerrechnung |
16 |
|
|
1.2.1 Fehlerarten |
16 |
|
|
1.2.2 Fehler einer Messreih |
17 |
|
|
1.2.3 Fehlerfortpflanzung |
18 |
|
|
1.2.4 Lineare Regression (Ausgleichsgerade) |
20 |
|
|
2 Mechanik |
23 |
|
|
2.1 Kinematik und Dynamik |
23 |
|
|
2.1.1 Punktmasse, starrer und elastischer Körper |
23 |
|
|
2.1.2 Eindimensionale Bewegung |
24 |
|
|
2.1.3 Bewegung im Rau |
25 |
|
|
2.1.4 NEWTONsche Axiome |
27 |
|
|
2.1.5 Arbeit, Leistung und Energie |
30 |
|
|
2.2 Erhaltungssätze |
32 |
|
|
2.2.1 Impulssatz |
32 |
|
|
2.3 Bewegte Bezugssysteme |
33 |
|
|
2.3.1 Inertialsystem |
33 |
|
|
2.3.2 Translatorisch beschleunigte Bezugssysteme |
33 |
|
|
2.3.3 Gleichförmig rotierendes Bezugssystem |
34 |
|
|
2.4 Aufbau der Stoffe |
35 |
|
|
2.4.1 Atome, Moleküle, Ionen |
35 |
|
|
2.4.2 Bindungskräfte und -arten, |
37 |
|
|
2.5 Feste Körper |
41 |
|
|
2.5.1 Starrer Körper |
41 |
|
|
2.5.2 Kräfte am starren Körper |
41 |
|
|
2.5.3 Statik |
43 |
|
|
2.5.4 Starrer Rotato |
45 |
|
|
2.5.5 Äußere Reibung |
46 |
|
|
2.5.6 Elastische Stoffe |
47 |
|
|
2.6 Flüssigkeiten und Gase |
50 |
|
|
2.6.1 Kennzeichen der Flüssigkeiten und Gase |
50 |
|
|
2.6.2 Oberflächenspannung |
50 |
|
|
2.6.3 Druck in Flüssigkeiten und Gasen |
51 |
|
|
2.6.4 Flüssigkeiten und Gase im Schwerefeld |
52 |
|
|
2.6.5 Bewegte Flüssigkeiten und Gase |
52 |
|
|
3 Felder |
57 |
|
|
3.1 Gravitationsfeld |
57 |
|
|
3.1.1 Feldstärke |
57 |
|
|
3.1.2 Potenzial |
57 |
|
|
3.2 Statisches elektrisches Feld |
58 |
|
|
3.2.1 Elektrostatik |
58 |
|
|
3.2.2 Elektrostatik der Metalle |
59 |
|
|
3.2.3 Nichtleiter im elektrischen Feld |
60 |
|
|
3.3 Stationärer elektrischer Strom |
61 |
|
|
3.3.1 Gleichstrom in Metallen und Flüssigkeiten |
61 |
|
|
3.3.2 Gesetze des Ladungstransporte |
62 |
|
|
3.4 Statisches magnetisches Feld |
64 |
|
|
3.4.1 Magnetostatik |
64 |
|
|
3.4.2 Stoffe im Magnetfeld |
64 |
|
|
3.4.3 Magnetische Wirkungen elektrische |
66 |
|
|
3.4.4 Kräfte im Magnetfeld |
67 |
|
|
3.5 Instationäre Felder |
67 |
|
|
3.5.1 Elektromagnetische Induktion |
67 |
|
|
3.5.2 Wechselstrom |
68 |
|
|
4 Schwingungen und Wellen |
70 |
|
|
4.1 Mechanische Schwingungen |
70 |
|
|
4.1.1 Harmonische Schwingungen |
70 |
|
|
4.1.2 Gedämpfte harmonische Schwingung |
71 |
|
|
4.1.3 Erzwungene harmonisch |
72 |
|
|
4.1.4 Überlagerung von Schwingungen |
75 |
|
|
4.1.5 Schwingungen ausgedehnter Medien |
77 |
|
|
4.2 Mechanische Wellen |
78 |
|
|
4.2.1 Wellengleichung |
78 |
|
|
4.2.2 Wellenarten |
80 |
|
|
4.2.3 Reflexion, Brechung und Beugung |
80 |
|
|
4.2.4 Stehende Wellen |
82 |
|
|
4.2.5 Doppler-Effekt |
82 |
|
|
4.3 Elektromagnetische Wellen |
83 |
|
|
4.3.1 Wellengleichung |
83 |
|
|
4.3.2 Elektromagnetisches Spektru |
83 |
|
|
4.3.3 DOPPLER-Effekt für elektromagnetische Wellen |
84 |
|
|
4.3.4 Strahlenoptik |
84 |
|
|
4.3.5 Wellenoptik |
88 |
|
|
5 Thermodynamik |
91 |
|
|
5.1 Temperatur und Wärmemenge |
91 |
|
|
5.1.1 Temperaturskalen |
91 |
|
|
5.1.2 Thermische Ausdehnung |
91 |
|
|
5.1.3 Wärmekapazität |
92 |
|
|
5.2 Zustandsänderungen |
93 |
|
|
5.2.1 Zustandsgrößen |
93 |
|
|
5.2.2 Zustandsgleichungen |
93 |
|
|
5.2.3 Thermodynamische Prozesse |
94 |
|
|
5.3 Phasenumwandlungen |
96 |
|
|
5.3.1 Aggregatzustände und Phasen |
96 |
|
|
5.3.2 Umwandlungswärmen |
97 |
|
|
6 Strahlung und Materie |
99 |
|
|
6.1 Atomspektren |
99 |
|
|
6.1.1 Quantelung der Energie |
99 |
|
|
6.1.2 Induzierte Emission |
100 |
|
|
6.2 Wechselwirkung von Strahlung und Materie |
101 |
|
|
6.2.1 Photo- und COMPTON-Effekt |
101 |
|
|
6.2.2 Bremsstrahlung |
101 |
|
|
6.2.3 Paarbildung |
102 |
|
|
6.3 Radioaktivität |
102 |
|
|
6.3.1 Instabile Kerne |
102 |
|
|
6.3.2 Zerfallsgesetz |
102 |
|
|
Bauphysik |
105 |
|
|
7 Gegenstand der Bauphysik |
105 |
|
|
8 Wärmetransport |
107 |
|
|
8.1 Temperaturausgleich |
107 |
|
|
8.1.1 Temperaturmessung |
107 |
|
|
8.1.2 Arten des Wärmetransportes |
108 |
|
|
8.2 Wärmeleitung |
109 |
|
|
8.2.1 Stationärer Wärmestrom |
109 |
|
|
8.2.2 Messverfahren für die Wärmeleitfähigkeit |
111 |
|
|
8.2.3 Wärmedurchgang |
112 |
|
|
8.2.4 Wärmediffusion |
116 |
|
|
8.2.5 Temperaturwellen |
118 |
|
|
8.2.6 Kurzzeitige Wärmeableitung |
122 |
|
|
8.3 Wärmekonvektion |
124 |
|
|
8.3.1 Konvektionsstromdichte |
124 |
|
|
8.3.2 Lüftungswärmeverlust |
125 |
|
|
8.4 Wärmestrahlung |
126 |
|
|
8.4.1 Strahlungsgesetze |
126 |
|
|
8.4.2 Strahlungsabsorption, -reflexion und |
127 |
|
|
8.5 Energieberechnungen |
129 |
|
|
8.5.1 Wärmedurchgang durch transparente |
129 |
|
|
9 Feuchtigkeitstransport |
131 |
|
|
9.1 Kapillarität |
131 |
|
|
9.2 Luftfeuchtigkeit |
132 |
|
|
9.2.1 Absolute und relative Luftfeuchtigkeit |
132 |
|
|
9.2.3 Messverfahren für die Luftfeuchtigkeit |
135 |
|
|
9.2.2 Taupunkt |
135 |
|
|
9.3 Wasserdampfdiffusion |
136 |
|
|
9.3.1 Stationärer Dampfstro |
136 |
|
|
9.3.2 Dampfleitfähigkeit |
138 |
|
|
10 Schallausbreitung |
141 |
|
|
10.1 Schallfeldgrößen |
141 |
|
|
10.1.1 Wellengleichung |
141 |
|
|
10.1.2 Schallgeschwindigkeit |
142 |
|
|
10.1.3 Schalldruck und Schallschnelle |
142 |
|
|
10.1.4 Klanganalyse |
143 |
|
|
10.1.5 Stehende Schallwellen |
144 |
|
|
10.2 Wellenausbreitung |
146 |
|
|
10.2.1 Reflexion und Brechung |
146 |
|
|
10.2.2 Beugung |
147 |
|
|
10.3 Energiestrom einer Welle |
148 |
|
|
10.3.1 Energie- und Stromdichte |
148 |
|
|
10.3.2 Schallstärke und Schallpege |
149 |
|
|
10.4 Physiologische Akustik |
150 |
|
|
10.4.1 Hörfläche |
150 |
|
|
10.4.2 Lautheit |
152 |
|
|
10.4.3 Bewertete Schallpegel |
153 |
|
|
10.4.4 Trägheit der Gehörempfindung |
153 |
|
|
10.5 Schallabsorption und Schalldämmung |
154 |
|
|
10.5.1 Schluck- und Reflexionsgrad |
154 |
|
|
10.5.2 Schallabsorption |
155 |
|
|
10.5.3 Nachhall |
156 |
|
|
10.5.4 Schalldämm-Maß |
159 |
|
|
10.5.5 Luftschall- und Körperschall-Dämmung |
163 |
|
|
10.6 Verkehrslärm |
166 |
|
|
10.6.1 Äquivalenter Dauerschallpegel |
166 |
|
|
10.6.2 Entfernungsgesetz |
167 |
|
|
10.7 Ultraschall |
169 |
|
|
11 Beleuchtung |
170 |
|
|
11.1 Lichttechnische Grundbegriffe |
170 |
|
|
11.1.1 Lichtstrom, Lichtstärke, Wirkungsgrad |
170 |
|
|
11.1.2 Beleuchtungsstärke |
172 |
|
|
11.1.3 Leuchtdichte, Leuchtdichtefaktor |
172 |
|
|
11.1.4 Messung lichttechnischer Größen |
173 |
|
|
11.2 Tageslicht |
174 |
|
|
11.2.1 Natürliche Beleuchtung |
174 |
|
|
11.2.2 Tageslichtquotient |
175 |
|
|
11.3 Künstliches Licht |
178 |
|
|
11.3.1 Lichterzeugung |
178 |
|
|
11.3.2 Temperaturstrahle |
178 |
|
|
11.3.3 Luminiszenzstrahle |
179 |
|
|
11.4 Farben |
182 |
|
|
11.4.1 Farbreize |
182 |
|
|
11.4.2 Farbvalenzen |
183 |
|
|
11.4.3 Farbempfindungen |
188 |
|
|
12 Elektrizität |
191 |
|
|
12.1 Blitzerscheinungen |
191 |
|
|
12.1.1 Elektrostatische Grundlagen |
191 |
|
|
12.1.2 Feldstärke und Entladungsmechanismu |
193 |
|
|
12.1.3 Entladungsdauer und -strom, |
194 |
|
|
12.2 Elektrostatische Verfahren |
195 |
|
|
12.2.1 Elektrofilter, elektrische Sortierung |
195 |
|
|
12.2.2 Beschichtungsverfahren |
195 |
|
|
12.3 Elektroosmose |
196 |
|
|
12.3.1 Unipolare Stromleitung |
196 |
|
|
12.3.2 Aktive und passive Elektroosmos |
197 |
|
|
12.4 Elektrolytische Erscheinungen |
197 |
|
|
12.4.1 Elektrolytische Verfahren |
197 |
|
|
12.4.2 Dissoziation |
198 |
|
|
12.4.3 Elektrochemisches Entsalzen |
198 |
|
|
13 Brandschutz |
199 |
|
|
13.1 Anforderungen |
199 |
|
|
13.2 Brandverlauf |
199 |
|
|
13.3 Brandverhalten |
201 |
|
|
13.3.1 Stahlkonstruktionen |
201 |
|
|
13.3.2 Betonkonstruktionen |
202 |
|
|
13.3.3 Holzkonstruktionen |
203 |
|
|
13.4 Nachweisverfahren |
203 |
|
|
14 Materialprüfung |
204 |
|
|
14.1 Grobstrukturuntersuchungen |
204 |
|
|
14.1.1 Wechselwirkung an Atomen, |
204 |
|
|
14.1.2 Defektoskopie |
204 |
|
|
14.2 Feinstrukturuntersuchungen |
205 |
|
|
14.2.1 Wechselwirkung an Gittern, Beugung |
205 |
|
|
14.2.2 Elektronenmikroskopie |
205 |
|
|
14.3 Sonstige Prüfverfahren |
208 |
|
|
14.3.1 R ÖNTGEN-Fluoreszenzanalyse |
208 |
|
|
14.3.2 Kombinierte Verfahren |
208 |
|
|
14.3.3 Elektronenstrahl-Mikroanalysato |
209 |
|
|
14.3.4 Streuung von Strahlen |
209 |
|
|
14.3.5 Neutronenstreuung |
211 |
|
|
14.3.6 Magnetische und magnetoinduktive |
212 |
|
|
Lösungen |
216 |
|
|
Lösungen der Aufgaben zum Teil Grundlagen |
216 |
|
|
Lösungen der Aufgaben zum Teil Bauphysik |
221 |
|
|
Verzeichnis der Formelzeichen |
227 |
|
|
Sachwortverzeichnis |
237 |
|