Physics of Matter

Einführungswerk im Grundlagenkurs über die Natur der Materie mit stärkerem Fokus auf physikalische Prozesse als auf mathematische Beschreibungen Physics of Matter ist ein Einführungslehrwerk in die Natur der Materie mit einer Beschreibung der Kräfte, die die Atome von Gasen, Flüssigkeiten, Flüssigkristallen und Festkörpern zusammenhalten, und der thermischen Bewegung der Atome. Auch das Verhältnis zwischen diesen Materiephasen und Wärme sowie die Grundsätze der Thermodynamik werden erläutert. In Physics of Matter werden Materialien in einem einzigartigen Umfang beschrieben, wobei auch Themen wie Graphene und Flüssigkristalle abgedeckt werden, die in letzter Zeit an Bedeutung gewonnen haben. Die dargestellten Inhalte werden durch eine Reihe von Arbeitsbeispielen im Text veranschaulicht. Jedes Kapitel endet mit Fragestellungen und Lösungen, die von einfachen Übungen bis zu anspruchsvollen Problemen reichen. Es wurde besonders auf eine klare Darstellung und verständliche Erklärungen geachtet und die Physik stärker in den Fokus gerückt als die Mathematik, da gemäß den Autoren die allgemeinen physikalischen Grundsätze einen breiteren Anwendungsbereich haben. Das Werk wird in der Reihe Manchester Physics Series veröffentlicht, die dafür bekannt ist, umfangreiche Erkenntnisse, tiefgehende Informationen und häufig auch detaillierte Darstellungen zu bieten, die in anderen Lehrwerken nicht zu finden sind. Physics of Matter befasst sich u.a. mit den folgenden Themen: * Merkmale von Atomen (Größe und Masse) und die Avogadro-Konstante, die Kräfte, die Atome und Moleküle zusammenhalten, und das Lennard-Jones-Potential * Thermische Energie, Temperatur und das Stefan-Boltzmann-Gesetz mit Zustandsgleichungen, der idealen Gasgleichung und der Gleichverteilung von Energie * Kinetische Theorie und Transporteigenschaften von Gasen mit molekularen Kollisionen, dem Druck eines idealen Gases, der mittleren freien Weglänge und Diffusion * Echte Gase mit der Van-der-Waals-Gleichung, Virialgleichungen, kritischen Konstanten und Wärmekapazitäten * Reversible Prozesse, Entropie, der Carnot-Kreisprozess, die thermodynamische Grundbeziehung und die freie Gibbs-Energie * Festkörper mit Kristallstruktur, Elastizitätsmoduln und dem Einstein-Modell der Wärmekapazität * Flüssigkeiten mit Strömung und Bernoulli-Gleichung