Matthias Bartelmann Livres

Einstein‘s theory of general relativity is still the valid theory of gravity and has been confirmed by numerous tests and measurements. It is built upon simple principles and relates the geometry of space-time to its matter-energy content. These lecture notes begin by introducing the physical principles and by preparing the necessary mathematical tools taken from differential geometry. Beginning with Einstein’s field equations, which are introduced in two different ways in the lecture, the motion of test particles in a gravitational field is then discussed, and it is shown how the properties of weak gravitational fields follow from the field equations. Solutions for compact objects and black holes are derived and discussed as well as cosmological models. Two applications of general relativity to astrophysics conclude the lecture notes.

Beginning from first principles and adopting a modular structure, this book develops the fundamental physical methods needed to describe and understand a wide range of seemingly very diverse astrophysical phenomena and processes. For example, the discussion of radiation processes including their spectra is based on Larmor's equation and extended by the photon picture and the internal dynamics of radiating quantum systems, leading to the shapes of spectral lines and the ideas of radiation transport. Hydrodynamics begins with the concept of phase-space distribution functions and Boltzmann's equation and develops ideal, viscous and magneto-hydrodynamics all from the vanishing divergence of an energy-momentum tensor, opening a natural extension towards relativistic hydrodynamics. Linear stability analysis is introduced and used as a common and versatile tool throughout the book. Aimed at students at graduate level, lecturers teaching courses in theoretical astrophysics or advanced topics in modern astronomy, this book with its abundant examples and exercises also serves as a reference and an entry point for more advanced researchers wanting to update their knowledge of the physical processes that govern the behavior and evolution of astronomical objects.

Dieses Buch bietet eine umfassende Darstellung der Grundlagen der theoretischen Physik, abgedeckt von sechs erfahrenen Autoren aus Deutschland und Österreich. Die vier Hauptgebiete Mechanik, Elektrodynamik, Quantenmechanik sowie Thermodynamik und Statistische Physik werden detailliert behandelt. Besonders hervorzuheben ist die Verknüpfung der Themen durch zahlreiche Querverweise, die die inneren Zusammenhänge verdeutlichen. Die Kapitel sind sorgfältig aufeinander abgestimmt und verwenden eine einheitliche Notation, um einen kohärenten Überblick über die theoretische Physik zu vermitteln. Grafisch ansprechend und übersichtlich gegliedert, enthält das Buch über 500 verständliche Abbildungen sowie ausführlich vorgerechnete Beispiele. Ergänzt wird der Inhalt durch fast 700 Verständnisfragen, weiterführende Überlegungen und mehr als 300 Übungsaufgaben mit kommentierten Lösungen. Der Stoff orientiert sich an den Bachelor- und Masterstudiengängen führender Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz und deckt die Themen umfassend ab. Die langjährige Lehrerfahrung der Autoren, die vielfach ausgezeichnet wurde, ist in diesem Werk gebündelt und wird Ihnen während Ihres gesamten Bachelor-Studiums und darüber hinaus im Masterstudium von Nutzen sein.

Das Buch untersucht, wie Menschen auf Endpunkte in ihrem Leben reagieren, sei es in Bezug auf Beziehungen, Karrieren oder Lebensziele. Es beleuchtet die emotionalen und psychologischen Herausforderungen, die mit dem Ende von etwas Vertrautem verbunden sind, und bietet Einblicke in Bewältigungsmechanismen. Durch persönliche Geschichten und wissenschaftliche Analysen wird deutlich, dass das Akzeptieren von Enden auch neue Chancen und Perspektiven eröffnen kann. Der Autor regt zur Reflexion über den Umgang mit Abschieden und Neuanfängen an.

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Das beliebte Buch zur Theoretischen Physik wird nun in korrigierter und ergänzter Form in Einzelbänden angeboten, was Studierenden das Lernen und Nachschlagen erleichtert. Die vier Bände sind aufeinander abgestimmt und decken die gesamte theoretische Physik des Bachelorstudiums ab. Der vierte Teil befasst sich umfassend mit Thermodynamik und Statistischer Physik, entsprechend den Lehrplänen großer Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz. Ein besonderes Merkmal dieser Reihe sind die zahlreichen didaktischen Elemente, die das Lernen unterstützen: Jedes Kapitel beginnt mit grundlegenden Fragen, wichtige Aussagen und Formeln sind hervorgehoben, und Beispiele regen zum Mitdenken an. Selbstfragen fördern die Reflexion des Gelernten, während „So geht’s weiter“-Abschnitte Einblicke in aktuelle Forschung bieten, etwa zum Curie-Weiss-Modell oder Weißen Zwergen. Ausführlich gelöste Aufgaben helfen, das Wissen zu festigen, und mathematische Boxen ermöglichen schnelles Nachschlagen. Die ansprechende vierfarbige Gestaltung und die klaren Grafiken tragen zur Benutzerfreundlichkeit bei. Die Autoren bringen ihre langjährige Lehrerfahrung ein und schaffen es, die Zusammenhänge in der Theoretischen Physik verständlich darzustellen. Der Inhalt umfasst die phänomenologische und statistische Begründung der Thermodynamik, einfache Anwendungen, Ensembles, Zustandssummen und Quantenstatistik.

Das beliebte Werk zur Theoretischen Physik wird nun erstmals in korrigierter und ergänzter Form in Einzelbänden angeboten, was den Studierenden das Lernen und Nachschlagen erleichtert. Der zweite Teil der vierbändigen Reihe behandelt umfassend die Elektrodynamik, wie sie in den Bachelorvorlesungen großer Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz gelehrt wird. Die Reihe zeichnet sich durch zahlreiche didaktische Elemente aus: Jedes Kapitel beginnt mit grundlegenden Fragen, wichtige Formeln und Definitionen sind hervorgehoben, und Beispiele motivieren zur aktiven Auseinandersetzung. Selbstfragen fördern die Reflexion des Gelernten, während „So geht’s weiter“-Abschnitte Einblicke in aktuelle Forschung bieten. Ausführlich gelöste Aufgaben ermöglichen es, das Wissen zu überprüfen, und mathematische Boxen sind für schnelles Nachschlagen hervorgehoben. Alle Bände sind durchgehend vierfarbig und mit klaren Grafiken gestaltet. Die Autoren bringen ihre langjährige Lehrerfahrung ein und schaffen es, die Zusammenhänge in der Theoretischen Physik auch über die Bände hinweg zu verdeutlichen. Der Inhalt umfasst die Maxwell-Gleichungen, Elektrostatik, Fourier-Transformation, elektrische Felder in Materie, Magnetismus, elektromagnetische Wellen, Optik, relativistische Elektrodynamik sowie den Lagrange- und Hamilton-Formalismus.

Das beliebte Buch zur Theoretischen Physik wird nun erstmals in korrigierter und ergänzter Form in Einzelbänden angeboten, was es Studierenden erleichtert, die handlichen Bände zum Lernen, Aufgabenlösen und schnellen Nachschlagen mitzunehmen. Die gesamte theoretische Physik des Bachelorstudiums wird in vier Bänden aufeinander abgestimmt präsentiert. Der erste Teil deckt umfassend den Lehrstoff der Bachelorvorlesung zur Theoretischen Mechanik an großen Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz ab. Die besondere Stärke dieser Reihe liegt in der Unterstützung des Lesers durch zahlreiche didaktische Elemente: Jedes Kapitel beginnt mit grundlegenden Fragen, wichtige Aussagen, Formeln und Definitionen sind hervorgehoben, und Beispiele regen zum Aktivwerden an. Selbstfragen fördern die Reflexion des Stoffes, während „So geht’s weiter“-Abschnitte Einblicke in aktuelle Forschung bieten. Ausführlich gelöste Aufgaben helfen, das Gelernte zu überprüfen und zu festigen. Mathematische Boxen sind zum schnellen Nachschlagen herausgehoben. Alle Bände sind durchgehend vierfarbig und mit übersichtlichen Grafiken gestaltet. Die Autoren bringen ihre langjährige, ausgezeichnet bewertete Lehrerfahrung ein und schaffen es, die Zusammenhänge in der Theoretischen Physik auch über die Bände hinweg klar zu vermitteln. Der Inhalt umfasst unter anderem die Newton’schen Axiome, Koordinationstransformationen, Lagrange- und Hamilton-Formalism

Das beliebte Buch zur Theoretischen Physik wird nun in korrigierter und ergänzter Form in Einzelbänden angeboten, was es den Studierenden erleichtert, die handlichen Bände zum Lernen, Aufgabenlösen und schnellen Nachschlagen mitzunehmen. Die gesamte theoretische Physik des Bachelorstudiums wird in vier Bänden abgestimmt präsentiert. Der dritte Teil dieser Reihe behandelt umfassend die Quantenmechanik, wie sie an großen Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz gelehrt wird. Die besondere Stärke dieser Reihe liegt in den zahlreichen didaktischen Elementen, die das Lernen unterstützen: Jedes Kapitel beginnt mit grundlegenden Fragen, wichtige Aussagen und Formeln sind hervorgehoben, Beispiele regen zur aktiven Auseinandersetzung an, und Selbstfragen fördern die Reflexion des Stoffes. „So geht’s weiter“-Abschnitte bieten Einblicke in aktuelle Forschungsthemen wie Supersymmetrie. Ausführlich gelöste Aufgaben helfen, das Gelernte zu überprüfen, und mathematische Boxen sind für schnelles Nachschlagen herausgehoben. Alle Bände sind vierfarbig gestaltet und enthalten übersichtliche Grafiken. Die Autoren bringen ihre langjährige Lehrerfahrung ein und verdeutlichen die Zusammenhänge in der Theoretischen Physik über die Bände hinweg. Der Inhalt umfasst Themen wie die Entstehung der Quantenphysik, Wellenmechanik, den Formalismus der Quantenmechanik, Symmetrien und Erhaltungssätze sowie Streutheorie.