Mechanik fr das gymnasiale Lehramt

Dieses Lehrbuch in drei Bnden fhrt in die Standardinhalte der Vorlesungen ber Theoretische Physik (klassische Mechanik, Elektrodynamik und Quanten- und Relativittstheorie) unter besonderer Bercksichtigung der speziellen Bedrfnisse von Lehramtsstudierenden ein. Im Vordergrund stehen dabei die grundlegenden Konzepte basierend auf Symmetrieprinzipien. Der vorliegende 1. Band behandelt die Newtonsche und analytische Mechanik. Besonderheiten Die konzeptionellen Grundlagen der klassischen Mechanik, insbesondere die mathematische Beschreibung von Raum und Zeit sowie der Begriff des Inertialsystems werden sorgfltig herausgearbeitet. Die fr das Verstndnis der theoretischen Physik unabdingbaren mathematischen Methoden werden parallel zu den eigentlichen physikalischen Lernhinhalten bereitgestellt und alle Rechnungen mit ausfhrlichen Zwischenschritten vollstndig ausgefhrt. Neben einer ausfhrlichen Behandlung der Newtonschen Mechanik mit den blichen Beispielen zum freien Fall in Erdnhe, dem harmonischen Oszillator und dem Kepler-Problem der Planetenbewegung nimmt das Hamiltonsche Prinzip der kleinsten Wirkung und die ausfhrliche Behandlung der Symmetrieprinzipien und des Noether-Theorems einen breiten Raum ein. Dies ermglicht ein vertieftes Verstndnis fr die moderne Beschreibung der Naturgesetze und erleichtert den Einstieg fr die weiterfhrenden Vorlesungen betrchtlich, insbesondere der Quanten- und Relativittstheorie. Inhalt 1. Kinematik und Dynamik der Newtonschen Mechanik und Erhaltungsstze, 2. Newtonsches Gravitationsgesetz und Himmelsmechanik, 3. Bewegung in beschleunigten Bezugssystemen, 4. Analytische Mechanik und das Noether-Theorem in Lagrangescher und Hamiltonscher Formulierung, 5. Anwendungen auf die Bewegung starrer Krper und Kreiseltheorie. Zielgruppe Das Buch richtet sich an Bachelor-Studierende der Physik und im Besonderen an Studierende der Physik fr das Gymnasiallehramt. Dabei wird dem besonderen Bedarf dieser Zielgruppe einer mglichst einfachen Einfhrung in die mathematischen Methoden Rechnung getragen. Vorkenntnisse Vorausgesetzt werden Grundkenntnisse der Analysis, der linearen Algebra und der klassischen Mechanik und Eektrodynamik auf Abiturniveau.