| Typ | Quelle |
|---|---|
| Rohdatei | sources/physik_dummies.pdf (nur lokal, per .gitignore vom Repository ausgeschlossen) |
| Autor | Steven Holzner |
| Datum_quelle | 2020 (5. Auflage, Wiley-VCH; englisches Original 2016) |
| Format | PDF (E-Book, mit calibre konvertiert), 606 Seiten, mit Textebene; viele Formeln nur als Bild |
| Erstellt | 2026-09-27 |
| Aktualisiert | 2026-09-27 |
| Tags | physik, mechanik, thermodynamik, elektrizität, optik, relativität, buch |
Einführungsbuch in die Physik von Steven Holzner (5. Auflage 2020): Bewegung, Kräfte, Energie und Impuls, Drehbewegungen und Schwingungen, Wärme, Elektrizität und Magnetismus, Optik sowie ein Ausblick auf Relativitätstheorie und moderne Physik, mit Übungsaufgaben und Lösungen.
Lizenz
Das PDF ist ein gekauftes E-Book (© 2020 Wiley-VCH). Es liegt nur lokal in sources/ und ist per .gitignore vom Repository ausgeschlossen, wie die anderen Bücher. Die Wiki-Seiten fassen in eigenen Worten zusammen und übernehmen nur Formeln und kurze Beispiele.
Einordnung der Quelle
- Autor: Steven Holzner, Physik am MIT, Promotion an der Cornell University, dort über zehn Jahre Dozent.
- Ausgabe: 5. Auflage 2020, Wiley-VCH Weinheim, Übersetzung der englischen Ausgabe von 2016. Print-ISBN 978-3-527-71736-1.
- Anspruch: Keine Vorkenntnisse in Physik, etwas Algebra und Trigonometrie. Rechnet fast nur mit Schulmathematik ohne Differential- und Integralrechnung. Viele Alltagsbeispiele (Kühlschrank auf der Rampe, Goldbarren, Kanone zum Geburtstag), am Ende jedes Kapitels Aufgaben mit Lösungen im Anhang.
- Technisch: Die Formeln sind im E-Book grösstenteils Bilder und fehlen in der Textebene. Die Wiki-Seiten geben sie nach dem Zusammenhang und der Schummelseite am Buchanfang wieder.
Aufbau der Quelle
| Kapitel | Thema | Eingeflossen in |
|---|---|---|
| 1–2 | Was Physik ist, Messen, SI/MKS, Umrechnungsfaktoren, wissenschaftliche Schreibweise, signifikante Stellen | Physik |
| 3 | Strecke, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Bewegungsgleichungen | Kinematik |
| 4 | Vektoren, Komponenten, freier Fall mit Anfangsgeschwindigkeit | Vektor, Kinematik |
| 5 | Newtonsche Gesetze, Masse und Gewicht, Seilrolle, Gleichgewicht | Newtonsche Gesetze |
| 6 | Schiefe Ebene, Haft- und Gleitreibung, Wurfbahnen | Reibung, Kinematik |
| 7 | Kreisbewegung, Zentripetalkraft, Winkelgrössen, Gravitationsgesetz, Satelliten, Kepler, Looping | Kreisbewegung, Gravitation |
| 8 | Arbeit, kinetische und potenzielle Energie, konservative Kräfte, Energieerhaltung, Leistung | Arbeit und Energie |
| 9 | Kraftstoss, Impuls, Impulserhaltung, elastische und inelastische Stösse | Impuls |
| 10–11 | Tangentialgrössen, Drehmoment, Trägheitsmoment, Rotationsenergie, Drehimpuls | Rotation |
| 12 | Hookesches Gesetz, harmonische Schwingung, Federpendel, Fadenpendel | Harmonische Schwingung |
| 13–14 | Temperaturskalen, Ausdehnung, Wärmekapazität, latente Wärme, Konvektion, Wärmeleitung, Strahlung | Wärme und Temperatur |
| 14 | Mol, Avogadro-Zahl, ideales Gasgesetz, kinetische Energie der Gasteilchen | Ideales Gas |
| 15 | Hauptsätze, isobar/isochor/isotherm/adiabatisch, Wärmekraftmaschine, Carnot | Hauptsätze der Thermodynamik |
| 16 | Ladung, Coulomb-Gesetz, elektrisches Feld, Potenzial, Kondensator | Elektrostatik |
| 17 | Strom, ohmsches Gesetz, Leistung, Reihe/parallel, Kirchhoff, RC-Glied | Elektrischer Stromkreis |
| 18 | Magnetfeld, Kraft auf Ladungen und Leiter, Spulen | Magnetismus |
| 19 | Induktion, Lenz, Induktivität, Wechselstrom, Impedanz | Elektromagnetische Induktion |
| 20 | Reflexion, Brechung, Spiegel, Linsen | Geometrische Optik |
| 21 | Zehn Fakten zur speziellen Relativitätstheorie | Spezielle Relativitätstheorie |
| 22 | Zehn „wilde Theorien“: Quanten, allgemeine Relativität, schwarze Löcher, Quarks, Antimaterie, Urknall, dunkle Materie | Moderne Physik |
| Anhang | Lösungen, Glossar, Stichwortverzeichnis | – |
Kernaussagen
- Physik heisst Modelle bilden und rechnen. Man beobachtet, bildet ein Modell und fasst es in Mathematik, um vorherzusagen. Die Realität kommt zuerst, die Mathematik danach. Einheiten sind das wichtigste Kontrollwerkzeug (Kap. 2; Physik).
- Die klassische Mechanik ruht auf wenigen Gleichungen: den Bewegungsgleichungen bei konstanter Beschleunigung, ΣF = m·a und den Erhaltungssätzen für Energie, Impuls und Drehimpuls. Für Drehbewegungen hat jede Grösse ein Gegenstück (Kap. 3–12; Kinematik, Newtonsche Gesetze, Arbeit und Energie, Impuls, Rotation).
- Wärme ist fliessende Energie. Das ideale Gasgesetz pV = nRT verbindet die Zustandsgrössen, die Hauptsätze begrenzen, was Maschinen können. Der Carnot-Wirkungsgrad 1 − T_k/T_w ist immer kleiner als 100 % (Kap. 13–15; Wärme und Temperatur, Ideales Gas, Hauptsätze der Thermodynamik).
- Elektrizität und Magnetismus gehören zusammen. Bewegte Ladungen erzeugen Magnetfelder und spüren Kräfte in ihnen, ein sich änderndes Magnetfeld induziert Spannung. Bei Wechselstrom werden Kondensator und Spule zu frequenzabhängigen Widerständen (Kap. 16–19; Elektrostatik, Elektrischer Stromkreis, Magnetismus, Elektromagnetische Induktion).
- Newton gilt im Alltag. Nahe der Lichtgeschwindigkeit gilt die Relativitätstheorie mit Zeitdilatation, Längenkontraktion und E = mc², im ganz Kleinen die Quantenphysik. Newtons Gleichungen sind der Grenzfall für v ≪ c (Kap. 21–22; Spezielle Relativitätstheorie, Moderne Physik).
Fehler und Ungenauigkeiten in der Quelle
Geprüft mit Quelle - Recherche - Physik Nachprüfung 2026:
- bar und Pascal (Tab. 2.2): „1 Pascal = 10⁵ bar“ ist verkehrt herum. Richtig ist 1 bar = 10⁵ Pa.
- Netzspannung (Kap. 19): „220 Volt … pendelt zwischen –200 Volt und +220 Volt“. Die Netzspannung ist ein Effektivwert, der Scheitelwert ist √2-mal so gross. Heute gelten 230 V, der Scheitelwert liegt also bei etwa ±325 V.
- Geostationäre Satelliten (Kap. 7): Das Buch rechnet richtig 3,59 · 10⁷ m Höhe aus und schreibt dann „etwa 36 Kilometer“. Gemeint sind etwa 36 000 km (genau 35 786 km).
- Reibungskoeffizient (Kap. 6): „liegt immer zwischen null und eins“. Das gilt nur für die meisten Alltagspaarungen: Rennreifen erreichen über 1,7, Formel-1-Mischungen über 2.
- Mol (Kap. 14): Das Buch verwendet die alte Definition über 12 g ¹²C. Seit dem 20. Mai 2019 ist das Mol über die exakt festgelegte Avogadro-Konstante 6,022 140 76 · 10²³ mol⁻¹ definiert.
- Absoluter Nullpunkt (Kap. 13): „Am absoluten Nullpunkt stehen die Moleküle still“. Quantenmechanisch bleibt eine Nullpunktsbewegung.
- Lord Kelvin (Kap. 13): Er hiess William Thomson, nicht „Thompson“.
- Universum (Kap. 22): 13,7 Mrd. Jahre ist ein älterer Wert, laut Planck-Mission sind es 13,8 Mrd.
- Pferdeschlitten (Kap. 8): 750 J in 2 s ergeben 375 W (etwa 0,5 PS), nicht „ungefähr eine Pferdestärke“. Das Buch teilt durch 1 s (nachgerechnet von Claude).
- Kleinigkeiten: Der Mond umrundet die Erde in 27,3 Tagen (siderisch), nicht 28. Die Einheit des Drehmoments in Aufgabe 10.2 ist als „500 N“ statt 500 N·m angegeben. Beim konvexen Spiegel steht „konkave Spiegel“ (Kap. 20). Einige Querverweise zeigen auf das falsche Kapitel, z.B. verweist Kapitel 16 für das Gravitationsgesetz auf Kapitel 5 (es steht in Kapitel 7) und Kapitel 18 für Kondensatoren auf Kapitel 17 (sie stehen in Kapitel 16).
Widerspruch
Massenverlust der Sonne: Kapitel 1 nennt 4,79 Millionen Tonnen pro Sekunde, Kapitel 21 rechnet 4,36 Milliarden Kilogramm (= 4,36 Mio. t) pro Sekunde aus einer Leuchtkraft von 3,92 · 10²⁶ W. Mit der heutigen Leuchtkraft von 3,828 · 10²⁶ W sind es etwa 4,3 Mio. t pro Sekunde durch Fusion, dazu etwa 1,5 Mio. t durch den Sonnenwind (Quelle - Recherche - Physik Nachprüfung 2026).
Neu angelegte Seiten
- Konzepte: Physik, Vektor, Kinematik, Newtonsche Gesetze, Reibung, Kreisbewegung, Gravitation, Arbeit und Energie, Impuls, Rotation, Harmonische Schwingung, Wärme und Temperatur, Ideales Gas, Hauptsätze der Thermodynamik, Elektrostatik, Elektrischer Stromkreis, Magnetismus, Elektromagnetische Induktion, Geometrische Optik, Spezielle Relativitätstheorie, Moderne Physik
- Entitäten: Steven Holzner
Verwandt
- Quelle - Recherche - Physik Nachprüfung 2026 – Prüfung der auffälligen Angaben
- Quelle - Mathematik Zusammenfassung – die Mathematik, die das Buch voraussetzt (Trigonometrie, Gleichungen)