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