Andreas Wipf

Das vorliegende Buch führt durch die Symmetrien in der Physik: Es werden wichtige Gruppen und Symmetrien aus der Molekülphysik, der Festkörperphysik und (Quanten-)Feldtheorie vorgestellt und behandelt. Das Buch richtet sich an Studierende der Physik, die entweder die Vorlesung zur Gruppen- und Darstellungstheorie hören oder sich im Rahmen einer Bachelor-, Master- oder Doktorarbeit in Gruppentheorie und Symmetrien in der Physik einlesen möchten. Behandelt werden u.a. endliche und kontinuierliche Gruppen sowie Lie-Algebren und deren Darstellungen, aber auch klassische und quantisierte Feldtheorien, Eichtheorien und konforme Feldtheorien. Der Autor verbindet in den Kapiteln die mathematischen Grundlagen mit der physikalischen Anwendung. Beispiele, Aufgaben und Zwischenfragen helfen Leserinnen und Lesern dabei, ihr Verständnis zu überprüfen..

This new expanded second edition has been totally revised and corrected. The reader finds two complete new chapters. One covers the exact solution of the finite temperature Schwinger model with periodic boundary conditions. This simple model supports instanton solutions – similarly as QCD – and allows for a detailed discussion of topological sectors in gauge theories, the anomaly-induced breaking of chiral symmetry and the intriguing role of fermionic zero modes. The other new chapter is devoted to interacting fermions at finite fermion density and finite temperature. Such low-dimensional models are used to describe long-energy properties of Dirac-type materials in condensed matter physics. The large-N solutions of the Gross-Neveu, Nambu-Jona-Lasinio and Thirring models are presented in great detail, where N denotes the number of fermion flavors. Towards the end of the book corrections to the large-N solution and simulation results of a finite number of fermion flavors are presented. Further problems are added at the end of each chapter in order to guide the reader to a deeper understanding of the presented topics. This book is meant for advanced students and young researchers who want to acquire the necessary tools and experience to produce research results in the statistical approach to Quantum Field Theory.

Das beliebte Buch Theoretische Physik wird jetzt erstmalig in korrigierter und ergänzter Form in Einzelbänden angeboten. Das ermöglicht den Studierenden, die handlichen Bände zum Lernen, Aufgabenlösen und zum schnellen Nachschlagen leichter mitnehmen und nutzen zu können. Gleichzeitig wird die gesamte theoretische Physik des Bachelorstudiums (und darüber hinaus) in den vier Bänden aufeinander abgestimmt präsentiert. Das vorliegende Buch ist der zweite Teil der vierbändigen Reihe und deckt den Lehrstoff der Bachelorvorlesung zur Elektrodynamik großer Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz möglichst umfassend ab. Die besondere Stärke dieser Reihe liegt darin, den Leser mit einer Vielzahl von didaktischen Elementen beim Lernen zu unterstützen: -Alle Kapitel werden mit grundsätzlichen Fragen eingeleitet -Wichtige Aussagen, Formeln und Definitionen sind übersichtlich hervorgehoben -Beispiele regen zum Aktivwerden an -Selbstfragen helfen dem Leser, den behandelten Stoff zu reflektieren -„So geht’s weiter“-Abschnitte, beispielsweise über nichtlineare Elektrodynamik und effektive Feldtheorien ermöglichen einen Blick über den Tellerrand und geben Einblicke in aktuelle Forschung -Anhand ausführlich gelöster Aufgaben kann das Gelernte überprüft und gefestigt werden -Mathematische Boxen sind zum schnellen Nachschlagen herausgehoben -Alle Bände sind durchgehend vierfarbig und mit übersichtlichen Grafiken gestaltet. Die Autoren haben ihre langjährige und vielfach hervorragend bewertete Lehrerfahrung in das Werk einfließen lassen. Darüber hinaus gelingt es ihnen, die Zusammenhänge in der Theoretischen Physik auch bandübergreifend klar werden zu lassen. Der Inhalt Die Maxwell-Gleichungen – Elektrostatik – Vollständige Funktionssysteme: Fourier-Transformation und Multipolentwicklung – Elektrische Felder in Materie – Magnetismus und elektrische Ströme – Ausbreitung elektromagnetischer Wellen – Optik – Relativistische Formulierung der Elektrodynamik – Abstrahlung elektromagnetischer Wellen – Lagrange- und Hamilton-Formalismus in der Elektrodynamik

Das beliebte Buch Theoretische Physik wird jetzt erstmalig in korrigierter und ergänzter Form in Einzelbänden angeboten. Das ermöglicht den Studierenden, die handlichen Bände zum Lernen, Aufgabenlösen und zum schnellen Nachschlagen leichter mitnehmen und nutzen zu können. Gleichzeitig wird die gesamte theoretische Physik des Bachelorstudiums (und darüber hinaus) in den vier Bänden aufeinander abgestimmt präsentiert. Das vorliegende Buch ist der vierte Teil der vierbändigen Reihe und deckt den Lehrstoff der Bachelorvorlesung zur Thermodynamik und Statistischen Physik großer Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz möglichst umfassend ab. Die besondere Stärke dieser Reihe liegt darin, den Leser mit einer Vielzahl von didaktischen Elementen beim Lernen zu unterstützen: -Alle Kapitel werden mit grundsätzlichen Fragen eingeleitet -Wichtige Aussagen, Formeln und Definitionen sind übersichtlich hervorgehoben -Beispiele regen zum Aktivwerden an -Selbstfragen helfen dem Leser, den behandelten Stoff zu reflektieren -„So geht’s weiter“-Abschnitte, beispielsweise über das Curie-Weiss-Modell, Weiße Zwerge und Systeme außerhalb des Gleichgewichts ermöglichen einen Blick über den Tellerrand und geben Einblicke in aktuelle Forschung -Anhand ausführlich gelöster Aufgaben kann das Gelernte überprüft und gefestigt werden -Mathematische Boxen sind zum schnellen Nachschlagen herausgehoben -Alle Bände sind durchgehend vierfarbig und mit übersichtlichen Grafiken gestaltet. Die Autoren haben ihre langjährige und vielfach hervorragend bewertete Lehrerfahrung in das Werk einfließen lassen. Darüber hinaus gelingt es ihnen, die Zusammenhänge in der Theoretischen Physik auch bandübergreifend klar werden zu lassen. Der Inhalt Phänomenologische Begründung der Thermodynamik – Statistische Begründung der Thermodynamik – Einfache thermodynamische Anwendungen – Ensembles und Zustandssummen – Quantenstatistik

Das beliebte Buch Theoretische Physik wird jetzt erstmalig in korrigierter und ergänzter Form in Einzelbänden angeboten. Das ermöglicht den Studierenden, die handlichen Bände zum Lernen, Aufgabenlösen und zum schnellen Nachschlagen leichter mitnehmen und nutzen zu können. Gleichzeitig wird die gesamte theoretische Physik des Bachelorstudiums (und darüber hinaus) in den vier Bänden aufeinander abgestimmt präsentiert. Das vorliegende Buch ist der dritte Teil der vierbändigen Reihe und deckt den Lehrstoff der Bachelorvorlesung zur Quantenmechanik großer Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz möglichst umfassend ab. Die besondere Stärke dieser Reihe liegt darin, den Leser mit einer Vielzahl von didaktischen Elementen beim Lernen zu unterstützen: -Alle Kapitel werden mit grundsätzlichen Fragen eingeleitet -Wichtige Aussagen, Formeln und Definitionen sind übersichtlich hervorgehoben -Beispiele regen zum Aktivwerden an -Selbstfragen helfen dem Leser, den behandelten Stoff zu reflektieren -„So geht’s weiter“-Abschnitte, beispielsweise über Supersymmetrie in der Quantenmechanik ermöglichen einen Blick über den Tellerrand und geben Einblicke in aktuelle Forschung -Anhand ausführlich gelöster Aufgaben kann das Gelernte überprüft und gefestigt werden -Mathematische Boxen sind zum schnellen Nachschlagen herausgehoben -Alle Bände sind durchgehend vierfarbig und mit übersichtlichen Grafiken gestaltet. Die Autoren haben ihre langjährige und vielfach hervorragend bewertete Lehrerfahrung in das Werk einfließen lassen. Darüber hinaus gelingt es ihnen, die Zusammenhänge in der Theoretischen Physik auch bandübergreifend klar werden zu lassen. Der Inhalt Die Entstehung der Quantenphysik – Wellenmechanik – Formalismus der Quantenmechanik – Observablen, Zustände und Unbestimmtheit – Zeitentwicklung und Bilder – Eindimensionale Quantensysteme – Symmetrien und Erhaltungssätze – Zentralkräfte, das Wasserstoffatom – Elektromagnetische Felder und der Spin – Störungstheorie und Virialsatz – Mehrteilchensysteme und weitere Näherungsmethoden – Streutheorie

Das beliebte Buch Theoretische Physik wird jetzt erstmalig in korrigierter und ergänzter Form in Einzelbänden angeboten. Das ermöglicht den Studierenden, die handlichen Bände zum Lernen, Aufgabenlösen und zum schnellen Nachschlagen leichter mitnehmen und nutzen zu können. Gleichzeitig wird die gesamte theoretische Physik des Bachelorstudiums (und darüber hinaus) in den vier Bänden aufeinander abgestimmt präsentiert. Das vorliegende Buch ist der erste Teil der vierbändigen Reihe und deckt den Lehrstoff der Bachelorvorlesung zur Theoretischen Mechanik großer Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz möglichst umfassend ab. Die besondere Stärke dieser Reihe liegt darin, den Leser mit einer Vielzahl von didaktischen Elementen beim Lernen zu unterstützen:-Alle Kapitel werden mit grundsätzlichen Fragen eingeleitet-Wichtige Aussagen, Formeln und Definitionen sind übersichtlich hervorgehoben-Beispiele regen zum Aktivwerden an-Selbstfragen helfen dem Leser, den behandelten Stoff zu reflektieren-„So geht’s weiter“-Abschnitte, beispielsweise über den Lense-Thirring-Effekt oder Determinismus und Chaos ermöglichen einen Blick über den Tellerrand und geben Einblicke in aktuelle Forschung-Anhand ausführlich gelöster Aufgaben kann das Gelernte überprüft und gefestigt werden-Mathematische Boxen sind zum schnellen Nachschlagen herausgehoben -Alle Bände sind durchgehend vierfarbig und mit übersichtlichen Grafiken gestaltet. Die Autoren haben ihre langjährige und vielfach hervorragend bewertete Lehrerfahrung in das Werk einfließen lassen. Darüber hinaus gelingt es ihnen, die Zusammenhänge in der Theoretischen Physik auch bandübergreifend klar werden zu lassen. Der InhaltDie Newton’schen Axiome – Koordinationstransformationen und beschleunigte Bezugssysteme – Systeme von Punktmassen – Starre Körper – Lagrange-Formalismus und Variationsrechnung – Schwingungen – Hamilton-Formalismus – Kontinuumsmechanik – Spezielle Relativitätstheorie – Relativistische Mechanik

Die Grundlagen der theoretischen Physik in einem Band – das bietet Ihnen das vorliegende Buch. Sechs in Forschung und Lehre erfahrene Autoren aus Deutschland und Österreich stellen die vier großen Gebiete Mechanik, Elektrodynamik, Quantenmechanik sowie Thermodynamik und Statistische Physik dar. Die besondere Stärke dieses Buches liegt darin, dass es in vielfältigen Querverweisen die inneren Zusammenhänge zwischen diesen Gebieten zeigt. Die Kapitel sind sorgfältig aufeinander abgestimmt, beziehen sich aufeinander, verwenden eine möglichst einheitliche Notation und lassen diese vier Gebiete nicht nur jedes für sich entstehen, sondern vermitteln auch einen zusammenhängenden Überblick über die gesamte Grundlage der theoretischen Physik. Übersichtlich und grafisch ansprechend gegliedert, mit über 500 klaren und verständlichen Abbildungen versehen, bieten alle Kapitel ausführlich vorgerechnete Beispiele, begleitet von insgesamt fast 700 Verständnisfragen, Ausblicken in weiterführende Überlegungen sowie von mehr als 300 Übungsaufgaben mit kommentierten Lösungen. Der Inhalt des Buchs orientiert sich an den Bachelor- und Masterstudiengängen großer Universitäten in Deutschland, Österreich und der Schweiz und deckt den behandelten Stoff möglichst umfassend ab. Die langjährige und vielfach hervorragend bewertete Lehrerfahrung der Autoren ist hier in einem Buch kondensiert, das Sie nicht nur durch Ihr gesamtes Bachelor-Studium, sondern weit in Ihr Masterstudium hinein begleiten wird. Dieses Werk wurde ergänzt um mathematische Beiträge der beliebten Bestseller-Autoren Florian Modler und Martin Kreh.