Inhaltsverzeichnis

 

Vorwort

  
     
A
Es knistert im Gebälk  
A1 Newtons Fundamente der klassischen Physik 4
A2nn
 Das Relativitätsprinzip von Galileo Galilei 8
A3 Maxwells Theorie des Elektromagnetismus ist inkompatibel 10
A4 Einstein durchtrennt den Gordischen Knoten 14
A5 Anregungen 16
     
B
Die drei fundamentalen Konsequenzen  
B1 Primo: Gleichzeitigkeit ist relativ 20
B2 Secundo: Schnelle Uhren ticken langsamer 24
B3 Tertio: Schnelle Massstäbe sind kürzer 26
B4 Eine experimentelle Bestätigung: Myonen 1 28
B5 Myonen 2 : Die andere Sicht 29
B6 Quantitatives zur Relativität der Gleichzeitigkeit 30
B7 Aufgaben und Anregungen 32
     
C
Epstein erklärt alles ganz einfach  
C1 Epsteins Mythos 36
C2 Epstein-Diagramme 37
C3 Die Zeitdilatation im Epstein-Diagramm 40
C4 Die Längenkontraktion im Epstein-Diagramm 41
C5 Die Desynchronisation im Epstein-Diagramm 43
C6 Unsere Musteraufgabe im Epstein-Diagramm 44
C7 Das Zwillings-Paradoxon im Epstein-Diagramm 46
C8 Zusammenfassung 47
C9 Aufgaben und Anregungen 48
     
D
Lorentz-Transformationen, Geschwindigkeitsaddition und Dopplereffekt  
D1 Koordinatentransformationen vor der SRT 52
D2 Herleitung der Lorentz-Transformationen aus dem Epstein-Diagramm 54
D3 Herleitung der Lorentz-Transformationen aus den Grundphänomenen 58
D4 Die Addition von Geschwindigkeiten in der SRT 59
D5 Quergeschwindigkeiten und Aberration 60
D6 Die optische Dopplerformel 61
D7 Aufgaben und Anregungen 64
     
E
Masse, Impuls und Energie
  
E1 Der symmetrische Faustschlag 68
E2 Epstein-Diagramme für Masse und Impuls 70
E3 Masse und Energie - Betrachtungen im abgeschlossenen System 72
E4 Energie hat also Masse. Wieviel Masse hat denn 1 Joule ? 74
E5 Epstein-Diagramme für Energie und Impuls 78
E6 Aufgaben und Anregungen 80
     
F
Die Erhaltungssätze  
F1 Die ganze Physik 84
F2 Die relativistischen Korrekturen 86
F3 Beispiele zur Masse-Energie-Erhaltung 88
F4 Relativistische Stösse 92
F5 Erzeugung und Vernichtung von Teilchen 94
F6 Wie es jetzt weitergehen könnte ... 95
F7 Aufgaben und Anregungen 96
     
G
Von der Speziellen zur Allgemeinen Relativitätstheorie  
G1 Eine seltsame experimentelle Tatsache 100
G2 Das Äquivalenzprinzip 102
G3 Unsere Beschränkung auf einen wichtigen Spezialfall 104
G4 Uhren und Massstäbe im Schwarzschild-Feld 108
G5 Verschiedene Lichtgeschwindigkeiten !? 112
G6 Aufgaben und Anregungen 114
     
H
Epsteindiagramme zur Allgemeinen Relativitätstheorie  
H1 Gravitation und Krümmung der Raumzeit 118
H2 Nochmals Zwillinge, die unterschiedlich schnell altern 120
H3 Eine quantitative Betrachtung 121
H4 Das Prinzip der maximalen Eigenzeit 122
H5 Epsteindiagramme - flach oder eingerollt 124
H6 Gravitation und Krümmung des Raumes 127
H7 Aufgaben und Anregungen 130
     
I
Experimente zur Allgemeinen Relativitätstheorie  
I1 Die Periheldrehung des Merkur 134
I2 Die Lichtablenkung im Gravitationsfeld der Sonne 137
I3 Das Shapiro-Experiment 140
I4 Das Experiment von Rebka und Pound 143
I5 Hafele und Keating reisen um die Welt 144
I6 Das Maryland-Experiment 145
I7 GPS, LRS und Relativitätstheorie 146
I8 Der Einstein-Thirring-Lense-Effekt 148
I9 Gravitationswellen 150
I10 Aufgaben und Anregungen 152
     
K
Vertiefungen und selbständige Arbeiten  
K1 Alte Experimente zur Messung der Lichtgeschwindigkeit 156
K2 Natürliche Masseinheiten in der SRT und ART 157
K3 Allgemeine Formeln für die Geschwindigkeitsaddition, den Dopplereffekt und die Aberration 158
K4 Kräfte und Beschleunigungen in der SRT 159
K5 "Die Eroberung des Weltraumes" 160
K6 Alternative Herleitungen von E = m·c^2 161
K7 Herleitung der Geschwindigkeits-Addition aus dem Epstein-Diagramm 162
K8 Die Transformation der elektromagnetischen Grössen 164
K9 SRT mit Vierervektoren 165
K10
 Messen und Sehen in der SRT 166
K11 SRT mit Minkowski-Diagrammen 168
K12 SRT mit Penrose-Diagrammen 169
K13 SRT mit Asano-Diagrammen 170
     
L Literatur  
L1 Literaturverzeichnis in der Reihenfolge des Auftretens 174
L2 Literaturverzeichnis alphabetisch nach Autor 178