Bøger udgivet af Vieweg+Teubner Verlag

Dieses Studienmaterial Umweltrecht entstand vor dem Hintergrund veranderter Anforderungen in der Praxis. In den letzten Jahren sind urnweltrechtliche Kennt- nisse in zunehmendem MaJ3e zur unabdingbaren Arbeitsvoraussetzung in vie len Untemehmen und BehOrden geworden. Die traditionelle Trennung zwischen dem Aufgabenbereich des Juristen und dem des Technikers oder Naturwissenschaftlers entspricht -jedenfalls auf diesem Ge- biet - Hingst nicht mehr den realen Gegebenheiten. Entsorgungsbetriebe, Land- kreisverwaltungen oder Betreiber wassergefahrdender Anlagen -urn hier nur eini- ge Beispiele zu nennen -verlangen regelmaBig eine urnweltrechtliche Qualifikati- on ihrer (leitenden) Mitarbeiter. Die deutschen Universitaten, Fachhochschulen, Berufsakademien und auch Wei- terbildungseinrichtungen reagieren auf diese Entwicklung, indem sie verstarkt auch in naturwissenschaftlichen Fachrichtungen eine urnweltrechtliche Grund- ausbildung anbieten. Dabei konnte bisher jedoch haufig nur auf spezielle juristi- sche F achliteratur zuruckgegriffen werden, die grundsatzlich entsprechende Vor- bildung voraussetzt. Mit diesem Buch liegt ein urnweltrechtliches Studien- und Arbeitsmaterial vor, welches vor allem auch den Nichtjuristen erreichen will. Sowohl Studenten als auch interessierte Mitarbeiter von Untemehmen und BehOr- den werden in allgemeinverstandlicher und praxisnaher Form an Gliederung und Wirkungsweise des urnweltrechtlichen Instrumentariurns herangefiihrt. Dem bes- seren Verstandnis der Probleme dienen dabei Beispiele, Anwendungshilfen und zusatzliche Erlauterungen, welche in Kleindruck gehalten sind. Die zum Eindrin- gen in die Materie unentbehrlichen Gesetzestexte kann sich der Leser bei allen Buchhandlungen in den seinen jeweiligen Bediirfnissen entsprechenden Ausgaben beschaffen. FUr kritische Hinweise und Anregungen sind die Autoren jederzeit dankbar.

Der in Schulen und Hochschulen zu vermittelnde Physiklehrstoff wird hier kondensiert in Form von Gleichungen dargestellt, die entweder physikalische Groen definieren oder Beziehungen zwischen ihnen angeben. Die in den Gleichungen oder Formeln vorkommenden Groen werden unmittelbar daruber oder daneben genau bezeichnet und oft durch Skizzen veranschaulicht. Benotigte Konstanten sind aus dem Anhang mit 47 Tabellen zu entnehmen, welche auer Daten uber Stoffe und Materialien z.B. auch solche von den Planeten und den Elementarteilchen enthalten. Auer den Gleichungen aus der allgemeinen Physik sind viele der von Studierenden und Praktizierenden aus der Technik gebrauchten Gleichungen aufgenommen worden. Man findet z.B. Abschnitte uber Raketen und Satelliten, Raum- und Bauakustik, Warme- und Feuchteschutz, Gleich- und Wechselstromtechnik, Photometrie und Dosimetrie.

Das Schrifttum zu Siedlungsabfällen, über ihre Entsorgung und für Verfahren zu ihrer Behandlung und Aufbereitung ist in den letzten Jahrzehnten fast ebenso an- gewachsen, wie die Abfallmengen selbst. Ähnliches gilt für die Gesetzgebung, die besonders in der Bundesrepublik Deutschland zur Thematik "Abfälle" seit Mitte des Jahrhunderts immer stärkeren Umfang angenommen hat. Mit der Erkenntnis, daß die bisherigen Beseitigungsmethoden von Abfällen "die Grenzen des Wachs- tums" aufzeigten und deshalb für die Zukunft unserer Erde nicht mehr realisierbar sind, wurden neue Leitlinien entwickelt. Sie lassen sich unter zwei Schwerpunkten zusammenfassen: Vermeidung von Abfällen und Bewirtschaftung von Abfällen. Unter dem Begriff der Abfallwirtschaft stehen Wiederverwendung und Verwer- tung der in Abfällen enthaltenen Wertstoffe im Vordergrund. Mit Recyclingmaß- nahmen sollen damit auch Ressourcen geschützt werden. Der vor allem in diesem Jahrhundert zunehmende weltweite Trend zur Wegwerfgesellschaft soll mit dem Prinzip der Vermeidung von Abfällen eingedämmt werden. Damit wird in der Abfallwirtschaft, wie in der einschlägigen Gesetzgebung, ein Präventivcharakter erkennbar, der seit jeher dem Fachgebiet Hygiene eigen war. Dieses präventivmedizinisch ausgerichtete Fach ist bestrebt, Krankheiten zu ver- hindern und die Gesundheit zu fördern. So war der Abfallsektor stets auch das Ar- beitsgebiet von Hygienikern, und zwar aus der Erkenntnis heraus, daß über Ab- fälle Krankheiten entstehen und verbreitet werden können. Die Umwelthygiene hat die Aufgabe, Wasser, Boden und Luft vor Verunreinigungen zu schützen, wo- bei die schadlose Abfallentsorgung vorrangige Bedeutung erlangt.

Die Spannbetonbauweise ist heute im Hoch-, Brticken-und Behalterbau weit ver- breitet. Der Bauingenieur wird deshalb bei der Angebotsbearbeitung, beim Ent- werfen und Prtifen von Konstruktionen und in der Bauleitung, sei es in der Bau- industrie, in IngenieurbUros oder Bauamtern, mit der Spannbetonbauweise kon- frontiert. Zur Bewaltigung seiner Alltagsarbeit kann sich der Ingenieur bewahrter Konstruktions-, Berechnungs-und Ausflihrungsmethoden bedienen. In der praxisbezogenen Hochschulausbildung von Bauingenieuren des Konstruk- tiven Ingenieurbaus sind deshalb im allgemeinen Lehrveranstaltungen flir den Spannbetonbau vorgesehen. Dieses Buch will dem Studierenden bei der Erarbei- tung der Grundkenntnisse helfen und ihn zur selbstandigen Bearbeitung einfacher Spannbetonkonstruktionen anleiten. Dem Lehrenden mochte es in der Vermittlung Entlastung bieten und damit mehr Zeit flir die Betreuung von EntwUrfen und Stu- dienarbeiten. Aus diesem Anliegen erwachst die Forderung, sich weder in den Einzelproblemen zu verlieren, noch zur reinen Rezeptur und Faktenanhaufung zu greifen. 1m Vordergrund stehen deshalb die einfachen, mechanischen Grundprinzipien, die durch Gedankenmodelle und Bilder veranschaulicht werden, sowie lUckenlose Begriffsbildung und Transparenz jedes einzelnen Lernschrittes. Kleine Beispiele im Text, Ubungen zu den einzelnen Abschnitten und ein kom- plettes Berechnungsbeispiel sollen zum selbstandigen Arbeiten anleiten. Urn ein Uberangebot an Stoff zu vermeiden, wurde die Darstellung aus didaktischen Grtinden nur auf die flir die Alltagsarbeit relevanten Fragen ausgerichtet. Grund- kenntnisse der Betontechnologie und des Stahlbetonbaus werden vorausgesetzt. Das Buch will kein neues Spezialwissen vermitteln, sondern Basis sein flir die Berufspraxis und das Studium weiterflihrender Literatur.

Dieses Buch ist aus Vorlesungen und Ubungen entstanden, die ich mehrfach an der Universitat Karlsruhe fur Mathematiker, Physiker, Ingenieure und Informati- ker gehalten habe. Es ist so geschrieben, da es zum Selbststudium dienen kann: Die Gedankengange sind ausgiebig motiviert, die Beweise detailliert, und an durchgerechneten Beispielen und gelosten Aufgaben herrscht kein Mangel. Bei der Abfassung schwebte mir vor, nicht nur ein theoretisches Gerust aufzubau- en, sondern auch eine Brucke zu den Anwendungen zu schlagen. Damit wollte ich zweierlei erreichen: erstens wollte ich ganz nuchtern und pragmatisch den Stu- denten der Mathematik auf seine spatere Zusammenarbeit mit Naturwissenschaft- lern und Ingenieuren einstimmen und im gleichen Atemzug auch dem "e;Anwen- der"e; den Zugang zu den Differentialgleichungen erleichtern. Zweitens wollte ich - weniger nuchtern und weniger pragmatisch - den Leser auf etwas hinweisen, das zu den Wundern und Kraftquellen unserer Kultur gehort: auf die Tatsache, da "e;reines"e; Denken, "e;Hirn-Gespinst"e; -eben Mathematik - die reale Welt nach- zeichnen und umgestalten kann. Das Staunen hieruber hat denn auch alle Philo- sophen ergriffen, die nicht blo Schwadroneure waren. Und noch Einstein fragte verwundert: "e;Wie ist es moglich, da die Mathematik, letztlich doch ein Produkt menschlichen Denkens, unabhangig von der Erfahrung, den wirklichen Gegeben- heiten so wunderbar entspricht?"e; Die wissenschaftliche Revolution, die uns noch immer treibt und drangt und druckt, diese sehr revolutionare Revolution, hat im 17. Jahrhundert begonnen, und ihre Bastillesturmer waren "e;Hirngespinste"e; par ex- cellence: Newtonsehe Fluxionen und Leibnizsche Differentiale.

Der vorliegende Gesamttext entstand aus dem Anliegen, Informatikern, aber auch Ingenieuren und Wissenschaftlern, die keinen Bezug zur Elektrotech- nik/Elektronik hatten, eine angemessene Einfiihrung in Schwerpunkte dieses Fachgebietes zu geben. Die Notwendigkeit diirfte unbestritten sein, nicht zu- letzt ist gerade der Computer ein iiberzeugendes Produkt der elektronischen Industrie selbst. Auch fiir die Einbindung des Rechners iiber Sensoren und Aktoren in die technische Umwelt oder in Kommunikationsnetze sind elek- tronische Grundkenntnisse fiir jeden Informatiker hochst niitzlich. Dies ist einer der Griinde, weshalb Einfiihrung in die Elektrotechnik/Elek- tronik in den einschHigigen Ausbildungsempfehlungen vorgesehen ist. Die Zielstellung bedingt von Anfang an eine Stoffbeschriinkung auf wirkliche Grundkenntnisse, die mit minimalen Mathematikkenntnissen auskommen und dafiir'mehr Wert auf die anschauliche Darstellung legen. Hiiufiger Be- zug auf uns tiiglich umgebende elektrotechnische Erscheinungen solI den Leser iiber Stofiklippen hinweghelfen und ein Gefiihl dafiir vermitteln, was sich z.B. hinter Begriffen wie analoge und digit ale Signalverarbeitung und -iibertragung, Wellenausbreitung u.a. verbirgt. Der gesamte Stoff wurde auf zwei Biinde verteilt: Der vorliegende erste Band enthiilt hauptsiichlich die elektrotechnischen Grundbegriffe und Phiinomene, die Grundlagen der Netzwerke (Stromkreise) und ihrer Netzwerkelemente, Wechselstromnetzwerke (als Grundlage einer allgemein zeitveriinderlichen Signaliibertragung), einen kurzen AbriB der Signal-. und Systembegriffe so- wie eine phiinomenologische Einfiihrung in das elektromagnetische Feld (das auftritt). in konzentrierter Form z.B. in den Grundelementen Der folgende Band umfaBt die typischen Eigenschaften der wichtigsten Halb- leiterbauelemente, analoge und vor allem digit ale Schaltungen und Schalt- kreise, digit ale Systeme sowie Signalverarbeitung in solchen System und die Signaliibertragung zwischen Systemen.

Die Theoretische Informatik ist älter als die Praktische, Angewandte oder Techni- sche Informatik. Daher ist sie als wissenschaftliche Disziplin bereits weiter ausgebaut als andere Bereiche der Informatik, und ihre Ergebnisse sind schwerer zugänglich, da sie auf ein größeres und tieferes Fundament aufbauen. Stark verästelte Theorien tendieren dazu, sich als Selbstzweck aufzufassen und als l'art pour l'art betrieben zu werden. In der vorliegenden Einführung in die Theoretische Informatik begegnen wir dieser Gefahr, indem wir die Orientierung moderner Theorien an den Anwendun- gen in den Mittelpunkt stellen. Schon Novalis (1772 1801) hat darauf hingewiesen, daß die Theorie häufig den Anwendungen vorauseilt: "Wenn die Theorie auf die Erfahrung warten sollte, so käme sie nie zustande. " Nicht immer sind die Anwendungen von Ergebnissen der Theoretischen Informatik so direkt zu sehen wie die Anwendungen anderer Zweige der Informatik. Dies gilt insbesondere für negative Resultate. Dabei sind deren Konsequenzen klar. Wenn wir beweisen, daß es bestimmte für die Praxis wünschenswerte Werkzeuge oder Algorithmen nicht geben kann, muß die unsinnige, weil hoffnungslose Arbeit an diesen Werkzeugen oder Algorithmen eingestellt und statt dessen die Suche nach bestmöglichen Auswegen begonnen werden. Andererseits sind positive Resultate nicht automatisch anwendungsorientiert. Exi- stenzaussagen oder Algorithmen mit exponentieller oder noch größerer Laufzeit sind häufig praktisch wertlos. Das Neue an der vorliegenden Einführung in die Theore- tische Informatik ist die konsequent algorithmenorientierte Sichtweise (zum didak- tischen Hintergrund siehe Wegener (1992)). Stets wurde bei positiven Resultaten eine Umsetzung in praktisch und theoretisch effiziente Algorithmen angestrebt.

Dieses Lehrbuch zur Technischen Mechanik behandelt die Starrkörperstatik, die Elastostatik und die Kinetik kompakt in einem einzigen Band. Es werden die wesentlichen Grundgesetze der Mechanik und die Fähigkeiten zum Formulieren und selbstständigen Lösen von Ingenieurproblemen vermittelt. Neben Herleitungen der theoretischen Zusammenhänge werden motivierende Beispiele mit ausführlichem Lösungsweg dargestellt. Viele Übungsaufgaben regen zum eigenständigen Studium an. Hilfsmittel zum Lösen der Aufgaben sind im Anhang zusammengestellt, ebenso Stichwortverzeichnis sowie eine deutsch-englische Vokabelübersicht. Für die 2. Auflage wurde das Buch gründlich durchgesehen und im Kapitel Schwingungen überarbeitet. Weitere Informationen im Internet unter www.tm-kompakt.de

A. Werkstoffe im Werkzeugbau.- 1. Aufbau- und Umformwerkstoffe.- 2. Formgebung gehärteter Teile.- 3. Sinterwerkstoffe im Werkzeugbau.- B. Federn im Werkzeugbau.- 1. Einbau von Druckfedern.- a) Federanordnung.- b) Federführung.- c) Spielraum über dem Kopf der Hubbegrenzungsschraube.- d) Federüberbeanspruchung.- 2. Zylindrische Schraubendruckfedern.- 3. Tellerfedern.- 4. Kunststoffdruckfedern.- C. Grundlagen über Schneiden auf der Presse.- 1. Festlegung auftretender Kräfte.- a) Schneidvorgang.- b) Schnittkraft.- c) Minderung der Schnittkraft.- d) Schnittarbeit.- e) Abstreifkraft.- 2. Abstand zwischen den Schneiden.- a) Schneidspalt und Stempelspiel.- b) Hochreißen der Lochabfälle.- 3. Steg- und Randbreite.- a) Metallische Werkstoffe.- b) Nichtmetallische Werkstoffe.- D. Schneidwerkzeuge.- 1. Schneidwerkzeuge ohne Führung.- a) Grundlagen.- b) Ausschneidwerkzeuge.- c) Lochwerkzeuge.- 2. Ausklinkwerkzeug mit Schneidplattenführung.- 3. Schneidwerkzeuge mit Plattenführung.- a) Formgebung der Aufbauteile.- b) Ausgegossene Stempelführungs- und Halteplatte.- c) Streifenführung und Streifenzentrierung.- d) Vorschubbegrenzung einfacher Streifen.- e) Vorschubbegrenzung bei Wendestreifen.- f) Abschneidwerkzeuge.- g) Mehrteilige Stempel und Schneidplatten.- h) Schneidwerkzeuge mit Sinterwerkstoffen.- 4. Lage des Einspannzapfens.- a) Lagebestimmung mit Schnittkräften einzelner Stempel.- b) Lagebestimmung mit den Längen der Schnittlinien.- c) Lagebestimmung mit Linienschwerpunkten.- d) Lagebestimmung bei Mehrfachschneidwerkzeugen.- 5. Streifeneinteilung, Stückzahlberechnung je Tafel.- 6. Säulengeführte Werkzeuge.- a) Grundlagen.- b) Schneidwerkzeuge mit Säulenführung.- c) Ausschneidwerkzeuge in Gesamtbauweise.- d) Gesamtschneidwerkzeuge.- e) Nachschneid- und Kantenglättezugwerkzeuge.- E. Werkstoffverhalten bei Biegeumformungen.- 1. Rückfederung.- 2. Berechnung der Zuschnittlänge.- F. Biegewerkzeuge.- 1. Grundlagen.- a) Aufnahme der Umformkräfte im Werkzeug.- b) Einlaufkante.- c) Aufnahmeformen für Zuschnitte.- 2. Federeinbau.- 3. Anwendung von Kunstharzen.- 4. Waagerechtbewegungen im Werkzeug.- 5. Rollbiegen.- 6. Lage des Einspannzapfens.- G. Verbundwerkzeuge.- 1. Grundlagen.- a) Einteilung der Werkzeuge.- b) Richtlinien für den Aufbau der Folgewerkzeuge.- c) Lage des Einspannzapfens.- 2. Ausführung einiger Folgeverbundwerkzeuge.- a) FVW in offener Plattenbauweise.- b) FVW in Plattenbauweise mit federnder Streifenfestklemmung.- c) FVW mit Säulengestell und starrem Abstreifer.- d) FVW mit federnder Führungsplatte.- e) FVW säulengeführt, mit getrennt federnden Platten.- f) FVW säulengeführt mit Wippe.- g) FVW für Rollbiegen mit Umformungen in Stößelbewegung.- H. Tiefziehen.- 1. Grundlagen.- a) Begriffe.- b) Abhängigkeit des Werkzeugaufbaues von der Pressenart.- c) Der Blechhalter beim Werkzeugentwurf.- d) Ziehen über Wulste.- 2. Ermittlung des Zuschnittes.- a) Zuschnittgröße runder Näpfe.- b) Zuschnittform unrunder Ziehteile mit senkrechten Zargenwänden.- 3. Festlegung der Abmessungen für Umformflächen.- a) Ziehverhältnis.- b) Ziehspalt.- c) Ziehkantenhalbmesser beim Ziehen mit Blechhalter.- I. Aufbau der Ziehwerkzeuge.- 1. Napfzug auf doppeltwirkender Ziehpresse.- a) Auswechselbare Bauteile.- b) Gleitflächen aus Sonderwerkstoffen.- c) Ausführung einiger Napf-Ziehwerkzeuge.- 2. Tiefziehen auf einfachwirkender Presse mit Ziehkissen.- a) Ziehen zylindrischer, runder Näpfe.- b) Ziehen unrunder Hohlteile mit senkrechten Zargenwänden.- 3. Ziehfehler beim Ziehen mit Blechhalter.- 4. Blechhalterloses Tiefziehen.- 5. Abstreckziehen.- K. Verbundwerkzeuge "Schneiden-Ziehen".- 1. Auswahl des geeigneten Werkzeuges.- 2. Verbundwerkzeug Ziehen-Schneiden.- 3. Verbundwerkzeug Ausschneiden-Ziehen.- 4. Verbundwerkzeug Lochen-Ausschneiden-Kragendurchziehen.- 5. Verbundwerkzeug Ausschneiden-Ziehen-Flanschbeschneiden.- 6. Verbundwerkzeug Formbiegen-Ziehen-Lochen-Beschneiden.- 7. Verbundwerkzeug Ausschneiden-Ziehen-L

Der Inhalt dieses Buches entspricht in seinem Umfang ungefahr einer einsemestrigen Einfuhrungsvorlesung in die Atomphysik. Vorausgesetzt werden einige Kenntnisse aus der Mechanik und Elektrodynamik sowie Grundkenntnisse in Vektor-und Differential- rechnung. Vertrautheit mit der Quantenmechanik wird nicht unbedingt vorausgesetzt. Naturlich ist sie nutzlich, und der Leser wird dann einiges uberschlagen konnen. Aber der vor- liegende Text ist vor allem auch fur Studenten gedacht, die etwa gleichzeitig mit dem Studium der Atomphysik und der Quantenmechanik beginnen, oder die sich auf die Quantenmechanik erst vorbereiten wollen. Schlielich hat sich die Quantenmechanik historisch an der Atomphysik entwickelt und ist auch in der Darstellung nicht gut von ihr zu trennen. Daher werden in dem vorliegenden Text, ausgehend von den experimen- tellen Grundlagen, zunachst die einfachsten quantenmechanischen Begriffe erlautert. Es wird dann im weiteren hauptsachlich von der Schrodingergleichung und von einfachen Symmetrie-Betrachtungen Gebrauch gemacht. Diese Darlegungen konnen und sollen ein regulares Studium der Quantenmechanik naturlich nicht ersetzen_ Sie sollen aber eine gewisse Erganzung dadurch bieten, da die Perspektiven anders liegen als bei einer theo- retischen Einfuhrung in die Quantenmechanik. Diese Wiederholung beim Lernen schadet nicht, im Gegenteil: alle Erfahrung zeigt, da kaum jemand in der Lage ist, Quanten- mechanik auf Anhieb zu lernen und damit umzugehen. Das Verstandnis der Quanten- mechanik entsteht vielmehr normalerweise durch langere Gewohnung und durch ein vielfaches Durchdenken der Probleme aus verschiedenen Blickrichtungen.

Nach einer (von uns im Herbst 1976 durchgefuhrten) Schulerbefragung verfugten ca. 70 % aller Schuler der Klassen 5 bis 10 (Sekundarstufe I) uber einen elektro- nischen Taschenrechner (ETR). In der parallel durchgefuhrten Lehrerbefragung hielten mehr als 80 % aller befragten Lehrer den Einsatz von ETR ab Klasse 8 fur sinnvoll, weil sie im ETR ein Hilfsmittel zum okonomischen Rechnen sahen. Gleich- zeitig wunschte man I nformationen zum fachdidaktisch begrundeten und methodisch sinnvollen Einsatz des ETR in der Schule. Dieses Buch richtet sich daher in erster Linie an den Lehrer, der einerseits uber den standig wachsenden, haufig unkontrollierten EinfluB des ETR im Unterricht MiBbe- hagen empfindet, dem andererseits aber Arbeitsmaterialien und -methoden zur Effektivierung des Unterrichts durch ETR fehlen. Zudem wird hier allen aktiven und ihr Fachwissen zum Thema "Sachrechnen zukunftigen Lehrern Gelegenheit geboten, im Unterricht" aufzufrischen oder zu erweitern (vgl. die Abschnitte ab 2.8). Von daher ist das Buch auch als Grundlage entsprechender Veranstaltungen im Lehrer- studium zu benutzen. Der erste Teil befaBt sich mit der Frage: Was leistet der ETR bei der Erarbeitung von mathematischen Begriffen, Funktionen, Gesetzen, Regeln? Der zweite Teil soli zeigen, daB der ETR als okonomisches Rechenhilfsmittel dem Schuler den Zugang erleichtert zum umweltbezogenen Sachrechnen, zum Erstellen und Interpretieren von Tabellen, Graphiken und Formeln und damit zur Mathemati- sierung und Losung von Problemen seiner Umwelt.

Das Lehrbuch vermittelt anschaulich und praxisnah die bauspezifischen Grundlagen der Schienen- und auch der Magnetschwebebahnen und wendet sich primar an Studierende im bautechnischen Hochschulbereich. Es ist eine wertvolle Erganzung zu Vorlesungen und Ubungen. Dem Praktiker zeigt es, welche Grundlagen bestimmte Trassierungssoftware beinhaltet. Neben technischem Knowhow findet der Leser Themen wie Lichtraumprofile, Linienfuhrung in Grund- und Aufriss, Querschnittsgestaltung, Unter- und Oberbau, Weichen und Kreuzungen, ausgewahlte Signale und Grundlagen des Schienenverkehrslarms. Der Autor bezieht sich schwerpunktmaig auf normalspurige Bahnen, also die klassische Schienenbahn.

Die vorliegende Sammlung von Unterprogrammen und Hauptprogrammen zur Methode der finiten Elemente soll Studierenden und bereits in der Praxis tätigen Leuten als Ergänzung zum Lehrbuch [Sch91] ein nützliches und zugleich anregendes Hilfsmittel sein. Einerseits will ich dem praktisch orientierten Studierenden einen Einblick in die im Lehrbuch skizzierten Techniken einer Implementierung auf einem Rechner ver- mitteln. Anderseits soll ihm die angebotene Sammlung von Programmen die Lösung von konkreten, ihn speziell interessierenden Aufgaben mit Hilfe eines Personal Computers ermöglichen oder zumindest erleichtern. Der Aufbau der publizierten Programme ist bewusst so einfach gestaltet worden, dass die Prinzipien leicht erkannt werden sollten und dass analoge Rechenprogramme für nicht berücksichtigte Fälle und Kombinationen ohne grosse Schwierigkeiten und mit relativ kleinem Aufwand ent- wickelt werden können. Der prinzipielle Aufbau eines Programmpaketes zur Lösung einer konkreten Aufgabe ist durch die Methode der finiten Elemente im wesentlichen bereits vorgezeichnet. Die Programmsammlung folgt deshalb weitgehend der Gliederung von [Sch91]. So sind im zweiten Kapitel die Unterprogramme zur Bereitstellung der Elementmatrizen für die ein- schlägigen Elemente zusammengestellt. Das dritte Kapitel enthält eine Auswahl von Unterprogrammen zur Kompilation der Gesamtmatrizen sowohl für statische Probleme als auch für Schwingungsaufgaben. Die Unterprogramme wurden unter dem Aspekt so ausgewählt, dass die Speicherungsarten für die Gesamtmatrizen in Bandform, zwei Arten der Hüllenform und in kompakter zeilenweiser Form Anwendung finden und dass verschiedene Varianten für einen effizienten Aufbau dargestellt werden können.

Studierende der Physik, die mit den grundlegenden Gesetzmaigkeiten und Betrachtungsweisen in der Festkorperphysik vertraut werden mochten, erhalten mit diesem Lehrbuch eine grundlegende Einfuhrung. Die behandelten Themen werden kompakt und exakt vorgestellt.

1 Elektrische Hilfsmittel und Verfahren, Grundlehrgang, der ohne Kenntnisse über elektronische Bauelemente durchgearbeitet werden kann.- 1 Allgemeine Grundlagen.- Darstellungsziele.- 1.1 Ausgangspunkt und heutige Bedeutung des Messens.- ? 1.2 Normen- und Vorschriftenwerke.- ? 1.3 Größen und Einheiten.- ? 1.4 Darstellung und Analyse von Zeitfunktionen.- ? 1.5 Grundbegriffe der Meßtechnik.- ? 1.6 Meßabweichungen.- ? 1.7 Fehler von Meßgeräten.- ? 1.8 Darstellung von Meßergebnissen.- Zusammenfassung.- Literatur.- 2 Elektrische Hilfsmittel.- Darstellungsziele.- 2.1 Elektromechanische Anzeiger.- ? 2.1.1 Meßprinzipien.- ? 2.1.2 Meßwerke.- ? 2.1.3 Zeichen und Sinnbilder.- 2.1.4 Bauformen.- 2.1.5 Einstellverhalten.- 2.2 Anpassende Geräte und Normale.- ? 2.2.1 Widerstände.- ? 2.2.2 Induktivitäten.- ? 2.2.3 Kapazitäten.- ? 2.2.4 Spannungsteiler.- ? 2.2.5 Meßverstärker.- ? 2.2.6 Meßumformer.- ? 2.2.7 Meßwandler.- ? 2.2.8 Meßumsetzer.- 2.2.9 Filter.- 2.2.10 Rechengeräte.- * 2.2.11 Normalelemente.- 2.3 Elektronische Anzeiger.- ? 2.3.1 Anzeigeverstärker.- ? 2.3.2 Oszilloskope.- ? 2.3.3 Ereigniszähler.- ? 2.3.4 Digitalvoltmeter.- 2.4 Registrierende Geräte.- ? 2.4.1 Linienschreiber.- ? 2.4.2 Koordinatenschreiber.- 2.4.3 Punktschreiber.- 2.4.4 Plotter.- * 2.4.5 Registrierkameras.- * 2.4.6 Drucker.- * 2.4.7 Lochstreifenausgeber.- * 2.4.8 Magnetbandausgeber.- * 2.4.9 Meßwertspeicher.- Zusammenfassung.- Literatur.- 3 Elektrische Meßverfahren.- Darstellungsziele.- 3.1 Strom, Spannung, Widerstand.- ? 3.1.1 Grundschaltungen und Fehlerursachen.- ? 3.1.2 Spitzenwert, Gleichrichtwert, Effektivwert.- ? 3.1.3 Meßbereichanpassung, Vielbereichsinstrumente.- 3.2 Leistung und Arbeit.- ? 3.2.1 Gleichstrom.- ? 3.2.2 Wechselstrom.- ? 3.2.3 Drehstrom.- ? 3.3 Kapazität, Induktivität, Scheinwiderstand.- 3.4 Meßbrücken und Kompensatoren.- ? 3.4.1 Gleichspannungsgespeiste Meßbrücken.- ? 3.4.2 Gleichspannungskompensatoren.- 3.4.3 Gleichstromkompensatoren.- ? 3.4.4 Wechselspannungsgespeiste Meßbrücken.- 3.4.5 Erdung und Schirmung.- 3.4.6 Wechselspannungskompensatoren.- 3.4.7 Wechselstromkompensatoren.- ? 3.5 Frequenz, Phasenunterschied, Leistungsfaktor.- 3.6 Messungen an Zwei- und Vierpolen.- ? 3.7 Analyse nichtsinusförmiger Wechselgrößen.- 3.8 Messung magnetischer Gößen.- 3.9 Leitungen in der Meßtechnik.- 3.9.1 Leitungskenngrößen.- 3.9.2 Messung von Leitungskenngrößen.- 3.9.3 Leitungen als Meßhilfsmittel.- 3.9.4 Leitungen als Verbindungsmittel.- 3.9.5 Fehlerortung auf Leitungen.- 3.10 Störsignale und Gegenmaßnahmen.- ? 3.10.1 Allgemeine Begriffserklärungen.- ? 3.10.2 Systeminterne Störsignale.- ? 3.10.3 Eingestreute Störsignale.- ? 3.10.4 Gleichtakt- und Gegentaktsignale.- ? 3.10.5 Trennung von Meß- und Störsignalen.- 3.10.6 Elektromagnetische Verträglichkeit.- Zusammenfassung.- Literatur.- 2 Elektronische Hilfsmittel und Verfahren, Aufbaulehrgang, in dem Grundkenntnisse über elektronische Bauelemente und Schaltungen vorausgesetzt werden.- 4 Elektronische Hilfsmittel.- Darstellungsziele.- ? 4.1 Impulsformende Netzwerke.- ? 4.2 Grundschaltungen der Verstärkertechnik.- ? 4.3 Gegengekoppelte Verstärker.- ? 4.4 Lineare Operationsverstärkerschaltungen.- ? 4.5 Nichtlineare Operationsverstärkerschaltungen.- ? 4.6 Torschaltungen.- ? 4.7 Gatterschaltungen.- ? 4.8 Speicherschaltungen.- ? 4.9 Kippschaltungen.- ? 4.10 Triggerschaltungen.- ? 4.11 Verzögerungsschaltungen.- ? 4.12 Multiplizierer.- ? 4.13 Spannungs- und Stromquellen.- ? 4.14 Sinusgeneratoren.- ? 4.15 Funktionsgeneratoren.- 4.16 Integrierte Schaltungen.- 4.17 Mikroprozessoren.- Zusammenfassung.- Literatur.- 5 Elektronische Meßgeräte.- Darstellungsziele.- 5.1 Oszilloskope.- ? 5.1.1 Standardoszilloskop.- ? 5.1.2 Zweistrahloszilloskop.- ? 5.1.3 Zweikanaloszilloskop.- ? 5.1.4 Zweite Zeitbasis.- 5.1.5 Bildspeicherröhren.- * 5.1.6 Digitale Bildspeicherverfahren.- * 5.1.7 Transientenspeicher.- * 5.1.8 Sampling-Oszilloskop.- * 5.1.9 Logikanalysatoren.- 5.2 Meß- un

Fortschritte auf einem Gebiet der experimentellen Physik sind stets eng mit Verbesserungen der MeBmethoden auf diesem Gebiet verbunden. Bei der Suche nach den elementaren Bausteinen der Materie und nach den Kraften, die zwischen ihnen wirken, benutzt der Physiker als Hilfsmittel Teilchenbeschleuniger und Nachweisgerate fUr die aus elementaren StoBen stammenden Reaktionsprodukte. Diese sind entweder massive Teilchen oder die Quanten der elektromagnetischen Strahlung. Die Beschleuniger entsprechen dem Mikroskop des Naturforschers, an die Stelle des sichtbaren Lichts im Mikroskop tritt dort als Sonde ein geladenes Teilchen, zum Beispiel das Elektron, das Proton oder ein schweres Ion. Wegen des Dualismus zwischen Teilchen und Wellen sind Licht und geladene Teilchen in gleicher Weise als Sonden verwendbar. Je hoher die Energie der Teilchen ist, desto kleiner wird ihre Wellenlange, und desto kleinere Objekte konnen mit dieser Sonde in ihrer raumlichen Struktur aufgelost werden. Deshalb hat sich bei der Suche nach immer kleineren Objekten die mit Beschleunigern erreichbare Teilchenenergie standig erhoht. Parallel dazu haben sich die Methoden zur Messung und Registrierung der elementaren StoBprozesse rasch entwickelt.

Das vorliegende Buch uber "e;Nukleare Festkorperphysik"e; soll der zuneh- menden Bedeutung dieses Gebietes in Forschung und Lehre insbesondere in Deutschland Rechnung tragen. Bei Vorlesungen, die wir seit meh- reren Jahren an der Universitat Konstanz durchfuhren, muten wir fest- stellen, da es eine einheitliche Darstellung des Gebietes der nuklearen Festkorperphysik bisher nicht gibt. Durch die Vorlage dieses Buches woll- ten wir diesem Mangel abhelfen. In diesem Buch werden verschiedene kernphysikalische Memethoden beschrieben und durch Anwendungsbeispiele aus der Festkorperphysik untermauert. Das Buch ist gedacht als begleitendes Lehrbuch zu einer Vorlesung uber nukleare Festkorperphysik oder angewandte Kernphysik, als Lekture zur Vorbereitung von Seminaren und von Versuchen im Fort- geschrittenenpraktikum und als Einstiegslekture in eines der behandel- ten Forschungsgebiete. Der groe Zuspruch, den das Buch sowohl bei den Lehrenden wie auch bei den Studenten gefunden hat, zeigt uns, da das zugrundeliegende Konzept richtig ist und fur die nun vorliegende 2. Auflage keine ein- schneidenden Veranderungen notwendig sind. Als ein Mangel war aller- dings empfunden worden, da der Bereich der Ionenstrahlanalytik in der 1. Auflage ausgespart worden war. Wir haben dieser Kritik jetzt durch Hinzufugung eines Kapitels uber dieses Thema Rechnung getragen. Auerdem wurden in einigen Kapiteln die Anwendungsbeispiele aktuali- siert und naturlich Druckfehler korrigiert.

Zu allem Tun wird Energie benötigt. Dabei sind wir Menschen ge- wohnt, Energie zu nutzen meist ohne Bedacht auf Beschränkungen von Energie-Vorräten und auf mögliche schädliche Auswirkungen von Energie-Nutzung. Beides wurde, bedingt durch den raschen Anstieg des weltweiten Energiebedarfs, innerhalb nur weniger Jahrzehnte in jüngster Zeit zu ernsten Problemen für die künftige Entwicklung der Menschheit. Vor ähnlichen Problemen stand die Menschheit auch schon zu frühe- ren Zeiten: Zur Steinzeit, vor ca. 6000 Jahren konnte die Verknappung der Nah- rung für die wachsende Bevölkerung durch Einführung von Ackerbau und Viehzucht behoben werden. Eine weitere Energiekrise erwuchs etwa zur Zeit vom 16. bis 18. Jahrhundert aus der damaligen Entwaldung und Holzverknappung, bedingt durch den zunehmenden Verbrauch an Holz vornehmlich für die Erzverhüttung. Behoben wurde dieser Ener- gieengpaß durch die Einführung der Nutzung von Kohle. Lösungsmöglichkeiten der heutigen Energieprobleme werden zwar vielfältig diskutiert, leider oft sehr kontrovers, dies häufig mangels einer ausreichenden Kenntnis aller wesentlichen, zu be- rücksichtigenden Fakten. Diesen Mangel soll das vorliegende Buch zu mindern helfen: Es soll einen überblick aller heute bekannten und denkbaren, menschlicher Nutzung zugänglichen Energie-Quellen geben bezüglich - Umfang von Vorräten und Verbrauch, - Prinzip der jeweiligen Umwandlungen von Primärenergie zu verbraucherseitiger Endenergie, - Wirkungsgrad der Umwandlungen, - Verhältnis von gewinnbarer Energie zu Energie-Aufwand bei Gewinnung und Umwandlung (Energie-Erntefaktor), - Verfügbarkeit der Energie-Quellen, - aus der Energie-Nutzung resultierende Umweltbelastungen.

Seit vielen Jahren halten wir an der ETH ZUrich einfUhrende und fortge- schrittene Laser-Vorlesungen fUr Studierende der Physik ab 5. Semester und fiir Doktorierende. Bine derartige Vorlesung ist an der ETH Ziirich fUr Phy- sikerInnen seit 1990 obligatorisch. Da zudem Laser und ihre Anwendungen in der Technik immer bedeutsamer werden, gibt es seit einiger Zeit auch Laser-Vorlesungen fiir Studierende der Ingenieurwissenschaften. Unter die- sem Gesichtspunkt kamen wir zum SchluB, unseren immer zahlreicheren Studierenden anstelle unserer eigenen vervielf

Die Technisierung und die erweiterten Anwendungsmöglichkeiten ionisierender Strahlungen in der Medizin haben zu erhöhten Anforderungen an die medizinisch-technische Ausbildung im Bereich der medizinischen Radiologie geführt. Erfahrungsgemäß bestehen beim Lernenden große Schwierigkeiten, das strahlenphysikalische Grundlagenwissen auf die Anwendungs- gebiete in der Medizin zu übertragen. Neben der Röntgendiagnostik und der Nuklearmedizin es vor allem die Gebiete der Strahlentherapie und der klinischen Dosimetrie, in denen sind die Strahlenphysik und die Strahlungsmeßtechnik quantitativ angewendet werden müssen. Dieser zweite Band "Strahlenphysik, Dosimetrie und Strahlenschutz" beschreibt deshalb basierend auf den im ersten Band behandelten allgemeinen Grundlagen der Strahlenphysik die mehr anwendungsbezogenen, physikalisch-technischen und meßtechnischen Lerninhalte der Strahlentherapie und der klinischen Dosimetrie. Er soll den in der Berufspraxis oder der beruflichen Weiterbildung stehenden Medizinphysikern, Medizintechnikern und Strahlen- schutzingenieuren, wie auch den Radiologen und den Medizinisch-Technischen Assistenten eine Reihe von Informationen und praktischen Hinweisen zur Anwendung ionisierender Strahlungen geben. Der Stoff orientiert sich deshalb auch an den Inhalten des Gegenstands- kataloges für die ärztliche Prüfung und den Lernzielen der medizinisch-technischen Radio- gieassistentenausbildung, wie sie in dem 1988 in Kraft getretenen neuen Lehrplan der Bayeri- schen Staatsregierung festgeschrieben wurden. Nach einer zusammenfassenden Einführung in die für die Dosimetrie bedeutsamen Parameter der Wechselwirkungen ionisierender Strahlungen mit Materie werden ausführlich die physi- kalischen und technischen Grundlagen und Eigenschaften moderner medizinischer Bestrah- lungsanlagen wie Elektronenlinearbeschleuniger, Kobaltanlagen und Afterloadinganlagen dargestellt. Für die sonstigen medizinischen Beschleuniger (Betatron, Mikrotron und Zyklo- tron) werden entsprechend ihrer geringeren Bedeutung für die Medizin nur kurze Darstel- lungen des Funktionsprinzips und der wichtigsten Eigenschaften gegeben.