Bøger udgivet af Spektrum Akademischer Verlag

Mikroorganismen sind allgegenwärtig. Meist bemerken wir nichts von ihrer Existenz, weil wir sie nicht sehen können. Nur wenn uns eine bakterielle oder virale Infektion niederwirft, wird uns die Macht dieser Winzlinge schmerzlich bewusst. Andererseits lassen wir uns Tag für Tag die Früchte ihrer unermüdlichen Tätigkeit munden, ob in Form von Käse, Wein oder Joghurt. Die Rollen, die Mikroorganismen spielen, sind so vielfältig wie das Leben selbst: Sie bauen Rohstoffe auf und Schadstoffe ab, sie vernichten Getreideernten und sanieren Böden, sie sind die Feinde der Krankenhäuser und die Freunde der Gentechnikfirmen. Kein Wunder, dass diese Kleinstlebewesen immer wieder auch den Lauf der Geschichte beeinflusst haben - einmal ganz abgesehen davon, dass ohne sie die "Krone der Schöpfung" wahrscheinlich nie die Gelegenheit bekommen hätte, sich als solche zu überschätzen. Mikroorganismen haben Napoleons Feldzug beendet, entscheidend zur Gründung des Staates Israel beigetragen und John F. Kennedy zum amerikanischen Präsidenten gemacht. Die 75 Porträts dieses Bandes gewähren einen faszinierenden Einblick in die erstaunliche Vielfalt der Lebensweisen und Leistungen dieser unterschätzten Organismengruppe.

Der Klassiker von Sexl und Urbantke gibt eine Einführung in die Allgemeine Relativitätstheorie und Kosmologie, die auch Querverbindungen zur Elementarteilchenphysik berücksichtigt. Neben den "klassischen" Resultaten der Allgemeinen Relativitätstheorie behandeln die Autoren eine Vielzahl von Themen und Entwicklungen, die die Diskussion in den letzten Jahrzehnten bestimmt haben. Die Auswahl des Lehrstoffes wurde dabei vor allem im Hinblick auf Leser getroffen, die einen Überblick über elementare Grundlagen und Aspekte der Gravitationstheorie suchen, ohne sich aber auf Relativitätstheorie spezialisieren zu wollen.

Kurzweilig geschrieben, didaktisch überzeugend sowie fachlich umfassend und hochkompetent: Diesen Qualitäten verdanken die beiden Bände des Ashby/Jones schon seit Jahren ihre führende Stellung unter den englischsprachigen Lehrbüchern der Werkstoffkunde. Der nun in der deutschen Ausgabe vorliegende zweite Band behandelt ausführlich, wie die für technische Anwendungen wichtigsten Werkstoffeigenschaften von Metallen, Keramiken und Gläsern, sowie Kunst- und Verbundwerkstoffen von ihrer Herstellung und Mikrostruktur abhängen und in technischen Konstruktionen gewinnbringend eingesetzt werden. Zielgruppe dieses werkstoffkundlichen Standardwerkes sind fortgeschrittene Studenten der Ingenieur- und Werkstoffwissenschaften sowie Ingenieure und Techniker.Aus dem Inhalt:- Metalle: Strukturen, Phasendiagramme, Triebkräfte und Kinetik von Strukturänderungen, diffusive und martensitische Umwandlungen, Stähle, Leichtmetalle, Herstellung und Umformung- Keramiken und Gläser: Strukturen, mechanischEigenschaften, Streuung der Festigkeitswerte, Herstellung und Verarbeitung, Sonderthema Zement und Beton- Kunststoffe und Verbundwerkstoffe: Strukturen, mechanisches Verhalten, Herstellung, Verbundwerkstoffe, Sonderthema Holz- Werkstoffgerechtes Konstruieren, Werkstoffkundliche Untersuchung von Schadensfällen (Brückeneinsturz über dem Firth of Tay, Flugzeugabstürze der Baureihe Comet, Eisenbahnkatastrophe von Eschede, ein gerissenes Bungee-Seil)- Anhang: Phasendiagramme im SelbststudiumHighlights:- Detaillierte Fallstudien, Beispiele und Übungsaufgaben- Ausführliche Hinweise zu Konstruktion und AnwendungenVerwandte Titel:Ashby/Jones, Werkstoffe 1: Eigenschaften, Mechanismen und Anwendungen. Deutsche Ausgabe der dritten Auflage des englischen Originals, 2006Ashby, Materials Selection in Mechanical Design: Das Original mit Übersetzungshilfen. Easy-Reading-Ausgabe der dritten Auflage des englischen Originals, 2006

Die Analysis ist und bleibt der harte Kern der Oberstufenmathematik. Das Buch bricht eine Lanze für einen verstehensorientierten Analysisunterricht. Nach Klärung der fachdidaktischen Grundposition werden alle etablierten Themenfelder gründlich beleuchtet: Folgen, Ableitung und Integral, Kurvendiskussion und Extremwertprobleme. Angesprochen sind in erster Linie die angehenden und praktizierenden Lehrerinnen und Lehrer.

Dieses Buch wendet sich an Studierende des Fachs Mathematik im ersten Semester und enthält das Basiswissen, welches in den Anfängervorlesungen behandelt und im Laufe des Studiums immer wieder gebraucht wird.Hauptsächlicher Gegenstand dieses Buches sind Mengen von Zahlen. Einerseits kennen wir Zahlen aus naiver Erfahrung und gehen täglich damit um. Andererseits haben diese Zahlen interessante Eigenschaften, deren Verständnis Kenntnisse über mathematische Grundstrukturen voraussetzen. Die Vermittlung dieser Kenntnisse ist ein wichtiges Ziel dieses Buches.Das Buch dient allerdings nicht nur der Einführung der wichtigsten Zahlbereiche von den natürlichen bis zu den komplexen Zahlen und darüber hinaus, sondern behandelt auch ausführlich den in der Mathematik fundamentalen Mengen- und Funktionsbegriff. Zudem können Sie sich schon an Begriffe und Techniken gewöhnen, die in den beiden mathematischen Grundvorlesungen Analysis und Lineare Algebra zentral sind.Ein besonderes Merkmal dieses Buches ist die Vielzahl der Beispiele und Gegenbeispiele. Einen neuen mathematischen Begriff kann man erfahrungsgemäß oft besser verstehen, wenn er zunächst anhand einfacher Beispiele und Gegenbeispiele erklärt wird, statt gleich in voller Allgemeinheit eingeführt zu werden. Ähnliches gilt für Übungsaufgaben: Neue Begriffe, Methoden und Ergebnisse lernt man nicht durch Lesen oder Zuhören, sondern nur durch den Umgang damit. Daher enthält das Buch ein Kapitel mit etwa 300 Übungsaufgaben. Zu einigen der etwas anspruchsvolleren Aufgaben finden Sie am Schluss des Buches Lösungshinweise.

Dieses Arbeitsbuch zum physikalischen Problemlösen bietet anwendungsorientiert und nah an der experimentellen Praxis vielfältige Aufgaben zum Kennenlernen, Ausprobieren und Einüben des elementaren mathematischen und physikalischen Handwerkszeugs. Für alle Aufgaben werden schrittweise die Lösungen angeboten - der Erfolg ist garantiert!

Der Unterrichtsalltag ist komplex, variabel und erscheint auf den ersten Blick ungeordnet, vielleicht sogar undurchsichtig. Zugleich stellt er den Einflussbereich dar, den der Lehrende durch sein Handeln tagtäglich mitgestaltet. Genaues Beobachten, Beschreiben und Analysieren von Episoden alltäglichen Unterrichts führt zu einem besseren Verständnis dessen, was im Unterricht zwischen Lehrenden und Schülern abläuft. Dies ist eine der Grundvoraussetzungen für die Optimierung der Lernsituationen im Unterricht. Die Autoren zeigen fünf Schlüsseldimensionen auf, anhand derer das Unterrichtsgeschehen analysiert werden kann: Themenentwicklung Argumentationsprozesse Interaktionsmuster Produktive Beteiligung Rezipierende Beteiligung Diese fünf Aspekte werden ausführlich diskutiert und durch vielerlei Beispiele des Mathematikunterrichts der Grundschule illustriert. Sie fügen sich zu einem Modell des Unterrichtsalltags zusammen, das erlaubt, optimierte Lernsituationen zu identifizieren und gestalten. Das Buch wendet sich gleichermaßen an Lehramtstudierende wie an ausgebildete Grundschullehrerinnen.

Dieses Übungsbuch stellt eine Ergänzung der beiden Bände des Lehrbuchs "Mathematik für Wirtschaftswissenschaftler" von Heinrich Rommelfanger dar. Es enthält eine umfangreiche Sammlung von Aufgaben mit Musterlösungen zu dem gesamten Grundlagenwissen, das Studierende der Volks- und Betriebswirtschaftslehre in Mathematik unbedingt benötigen. Anhand der vollständigen Lösungen lernen die Studierenden, Aufgaben formal richtig zu bearbeiten. Viele Textaufgaben zeigen den engen Zusammenhang zwischen den mathematischen Fragestellungen und deren Anwendungen in der Wirtschaftspraxis auf. Die Gliederung und Stoffauswahl orientiert sich am oben genannten Lehrbuch. Die Aufgabensammlung kann aber unabhängig von diesen Bänden benutzt werden. Auch sind die wesentlichen Regeln und Sätze am Anfang der einzelnen Kapitel im Übungsbuch nochmals zusammengestellt.

Gewöhnliche Differenzialgleichungen gehören sowohl zum zentralen Ausbildungsstoff der Mathematik als auch zu den wichtigsten theoretischen Werkzeugen für Naturwissenschaftler und Ingenieure.Dieses Lehrbuch bietet eine gründliche und dennoch leicht verständliche Einführung in die Theorie gewöhnlicher Differenzialgleichungen. Der behandelte Lehrstoff betont zeitgemäße nichtlineare Fragestellungen und qualitative Untersuchungsmethoden - bis hin zu den Grundzügen der Stabilitäts- und Verzweigungstheorie. In der Neuauflage wird jedoch - auf Wunsch zahlreicher Leser - den linearen Differenzialgleichungen speziell im Hinblick auf Randwertprobleme und Potenzreihenlösungen mehr Aufmerksamkeit gewidmet.Die Darstellung ist besonders ausführlich und in allen Einzelheiten ausgearbeitet - angereichert durch 120 Beispiele, 190 Abbildungen und 200 zum Teil neue Aufgaben (mit Lösungen im Internet).

In diesem Buch werden die Teile der linearen Wirtschaftsalgebra dargestellt, deren Kenntnis zum Lösen ökonomischer Probleme in Wissenschaft und Praxis unentbehrlich ist. Aus didaktischen Gründen behandelt der Autor zunächst Lösungsalgorithmen zu linearen Systemen, bevor die abstrakteren Konzepte der Vektoren-, Matrizen- und Determinantentheorie dargestellt werden. Die auf der Berechnung von Determinanten basierenden hinreichenden Bedingungen für das Vorliegen von relativen Extrema für Funktionen mehrerer Variabler mit und ohne Nebenbedingung(en) sind so formuliert, dass auch Nicht-Mathematiker damit problemlos arbeiten können. Zahlreiche Beispiele, darunter viele ökonomische Anwendungsfälle und Kontrollaufgaben erleichtern das Verständnis und machen den Leser mit den Rechentechniken vertraut.

Das Eindringen der modernen Computertechnik in alle Lebensbereiche verlangt von immer mehr Menschen tiefergehende Kenntnisse über mathematisch-logische Zusammenhänge. In der vorliegenden kompakten Einführung werden für die elementaren Sprachen die grundlegenden Ideen, Ergebnisse und Methoden der mathematischen Logik entwickelt. Ausgehend von der Aussagen- und Prädikatenlogik über Modelltheorie und Entscheidbarkeit bis hin zur Mengenlehre wird der Leser über wichtige Aspekte der mathematischen Logik informiert. Detaillierte Beweise und ausführlich erläuterte Beispiele helfen beim Verständnis des sehr abstrakten Stoffes. Zur besseren Orientierung und für spätere Wiederholungen sind wichtige Begriffsbildungen in gerahmten Boxen zusammengefaßt.Durch die Konzentration auf Basiswissen und den Verzicht auf größte Allgemeinheit ist das Buch besonders verständlich für den Nicht-Spezialisten: Mathematiker, Informatiker, Natur- und Geisteswissenschaftler. Da keine Vorkenntnisse vorausgesetzt werden und alle Grundbegriffe in systematischer Weise eingeführt werden, ist es gleichermaßen für Studenten und Lehramtskandidaten geeignet.

Ein reflektierter Einsatz Neuer Technologien und des Computers im Unterricht zählt zu den wichtigsten Herausforderungen einer zeitgemäßen wissenschaftlichen Mathematikdidaktik. Die aktuelle Diskussion reicht von der Befürchtung, dass der Computereinsatz dem Sinn von Schule und Unterricht zuwiderläuft, indem er eigenes Denken durch Knöpfchendrücken und Mausbewegungen ersetzt, bis hin zur Prognose revolutionärer Veränderungen, wenn Schülerinnen und Schüler vom eintönigen und stupiden mechanischen Rechnen befreit werden und die Zeit zum kreativen und produktiven Arbeiten genutzt werden kann. Dieses Buch zeigt Möglichkeiten und Wege auf, die ein durchdachter didaktisch reflektierter Computereinsatz im Mathematikunterricht eröffnet. Es wendet sich an (angehende) Lehrerinnen und Lehrer, die neue Technologien wie Taschenrechner, Computer und Internet als sinnvolles Medium und Werkzeug in ihrem Unterricht einsetzen möchten, um zentrale Denk- und Arbeitsweisen, Problemlösefähigkeiten und Prozesse der Begriffsentwicklung bei Schülerinnen und Schülern nachhaltig zu unterstützen. Ausgehend von bewährten "alten" Zielen des Mathematikunterrichts werden neue Wege zum besseren oder manchmal auch "nur" anderen Erreichen dieser Ziele aufgezeigt. Im Mittelpunkt der Überlegungen steht der Einsatz von Computeralgebra Systemen, Dynamischer Geometriesoftware und Tabellenkalkulationsprogrammen, mathematischen Lernprogrammen und die Einbeziehung des Internet in den Algebra-, Geometrie- und Stochastikunterricht der Sekundarstufe I. Neben theoretischen Überlegungen liegt der Schwerpunkt des Buchs auf den zahlreichen unterrichtspraktischen Beispielen. Bei allem ist die grundlegende Überzeugung der Verfasser, dass neue Technologien keine revolutionären Veränderungen im Unterricht herbeiführen, jedoch evolutionäre Entwicklungen ermöglichen, die nicht nur anstrebenswert und wünschenswert sind, sondern als dringend geboten erscheinen.

Dem Autor gelingt eine gut lesbare und verständliche Darstellung der Funktion von Solarzellen. Dabei werden in ausführlicher Weise die physikalischen Gesetzmäßigkeiten der zugrunde liegenden Phänomene und Prozesse erläutert. Ausgehend von der Behandlung der Eigenschaften von Sonnenstrahlung und Halbleitern werden die Voraussetzungen zur Umwandlung der Strahlenenergie in elektrische Energie detailliert erklärt. Der Schwerpunkt der Darstellung liegt auf der der thermodynamischen Sichtweise, wodurch ein gutes Verständnis der physikalischen Grenzen des erzielbaren Wirkungsgrades erreicht wird. Die 2. Auflage ist vollständig überarbeitet und enthält neue Konzepte zur weiteren Annäherung des technisch erreichbaren Wirkungsgrades an seine theoretische Grenze.

Zentrale Themen des zweiten Bandes - dieses der gängigen Lehrstruktur entsprechend dreibändigen - Lehrbuchs sind die Differentialrechnung in mehreren Veränderlichen sowie Differentialgleichungen. Mit den Erfahrungen aus Vorlesungen u.a. an der Universität Dortmund entstand ein Werk, das - im Gegensatz zu manch anderem dieser Thematik - didaktisch sehr geschickt, besonders verständlich und daher auch für das Selbststudium, ja sogar für den Gebrauch durch mathematisch besonders interessierte Schüler geeignet ist. Außer Vertrautheit mit der "Schulmathematik" und dem Inhalt des ersten Bandes werden also keine besonderen Vorkenntnisse erwartet. "Theorien" werden durch viele Beispiele, Abbildungen und numerische Rechnungen illustriert. Übungen und Lösungen erleichtern die Aneignung des Stoffes.

Verständlich, anschaulich und mit Beispielen führt dieses Lehrbuch in die statistische Behandlung physikalisch-chemischer Systeme ein. Es zeigt, wie sich das makroskopische Verhalten eines Systems (etwa einer Flüssigkeit) auf Bewegungen und Wechselwirkungen der einzelnen mikroskopischen Teilchen zurückführen läßt. Sichtweise, Stoffauswahl und -präsentation entsprechen den Bedürfnissen der Chemie, der Materialwissenschaften und der Biowissenschaften. Ziel der Beschreibung ist das Verständnis der realen Materie wie beispielsweise realer Gase, Flüssigkeiten, Mischungen und Lösungen, Grenzflächen, Oberflächen und Polymere.Der Stoff gilt bei Studenten meist als schwierig, mathematisch anspruchsvoll, nahezu unverständlich und abstrakt - fern jeder Realität. Daß dies nicht so sein muß, zeigen die Autoren mit diesem Lehrbuch. Sie erläutern das mathematische Werkzeug und die zugrundeliegende Physik und zeigen, wie man die Statistische Thermodynamik anwendet.

Dieser Band gibt eine elementare, praxisnahe Einführung in die Zahlbereiche der natürlichen Zahlen, der Bruchzahlen, der rationalen, der reellen und der komplexen Zahlen. Zielgruppen sind Studenten der Mathematik für die Sekundarstufe I oder II, der Primarstufe mit Mathematik als Wahlfach sowie Mathematiklehrer vor allem der Sekundarstufe I oder II.

Neue Einblicke in die faszinierende Welt der HonigbienenOb als Lieferanten von Honig und Wachs, als Meister der sozialen Organisation in einem hoch geordneten Staatswesen oder als Architekten beeindruckend regelmäßiger Wabenkonstruktionen ¿ Honigbienen faszinieren den Menschen seit jeher. Und dank ihrer enormen Bestäubungsleistung bei Kulturpflanzen sind sie für uns schlicht unverzichtbar. Wissenschaftler, die den Geheimnissen dieser Insekten auf der Spur sind, entschlüsseln Schritt für Schritt das ¿Phänomen Honigbiene¿ ¿ und stoßen dabei immer wieder auf neue Überraschungen. Das vorliegende Buch lässt den Leser teilhaben am aktuellen Stand des Wissens und an den oft bahnbrechenden Erkenntnissen, die in den vergangenen Jahren ¿ nicht zuletzt von der Arbeitsgruppe um Jürgen Tautz in Würzburg ¿ gewonnen worden sind. Zugleich vermitteln die zahlreichen bislang weitgehend unveröffentlichten Aufnahmen der Fotografin Helga R. Heilmann dem Betrachter ein neues visuelles Bild dieser evolutionär so erfolgreichen Organismen. "Der Bienenstaat gleicht einem Zauberbrunnen; je mehr man daraus schöpft, desto reicher fließt er", hat Karl von Frisch, der Altmeister der Honigbienenforschung, einmal treffend gesagt. Lassen Sie sich zu diesem Zauberbrunnen entführen!_____Wer dieses Buch liest, wird sich der Faszination des ¿Phänomens Honigbiene¿ kaum entziehen können. Alte Ansätze, frische Blickwinkel und neue Untersuchungsmethoden lassen das Bild eines Superorganismus entstehen, der zweifellos zu den erstaunlichsten Geschöpfen der Erde zählt. Die hochorganisierte Staatenbildung der Bienen und ihre überragende Bedeutung für die Artenvielfalt vieler Lebensräume wie auch für die Erträge der Landwirtschaft rücken sie in den Blickpunkt des Interesses von Experten und Nichtfachleuten gleichermaßen.Was sind die Erfolgsgeheimnisse dieses Superorganismus? Was macht seine einsame Sonderstellung aus? Im letzten Jahrzehnt sind ¿ insbesondere in der Arbeitsgruppe um Professor Jürgen Tautz in Würzburg ¿ zahlreiche Daten und Erkenntnisse zusammengetragen worden, die ein in vielen Aspekten gänzlich neues Bild der Honigbiene Apis mellifera liefern. Der vorliegende Text-Bild-Band stellt erstmals diese ¿neue Biene¿ in verständlicher und unterhaltsamer Weise einem breiten Publikum vor. Die Texte wie auch die beeindruckenden Fotografien von Helga R. Heilmann führen dem Leser und Betrachter die Ästhetik, Komplexität und atemberaubenden Errungenschaften des ¿Phänomens Honigbiene¿ anschaulich vor Augen. So finden in diesem ebenso ansprechenden und informativen Buch auch die berühmten Werke von Karl von Frisch ein kongeniales Update.

In 150 Experimenten geht Serge Ciccotti, Psychologieprofessor an der Universitat Sudbretagne und Autor franzosischer Psychologiebestseller, unterhaltsamen Fragen zum menschlichen Erleben und Verhalten nach, die auf uberraschende Weise uns den wissenschaftlichen Spiegel vorhalten: Warum erscheint uns die Barbiepuppe als schon? Was bringt uns zum Lachen? Oder warum konnen wir im Stimmengewirr einer Party horen, was unser Gesprachspartner sagt? Und warum liegt es immer am Lehrer, wenn wir die Prufung nicht bestehen?

Die groen Fragen behandeln grundlegende Probleme und Konzepte in Wissenschaft und Philosophie, die Forscher und Denker seit jeher umtreiben. Anspruch der ambitionierten Reihe ist es, die Antworten auf diese Fragen zu prasentieren und damit die wichtigsten Gedanken der Menschheit in einzigartigen Ubersichten zu bundeln. Im vorliegenden Band Physik beleuchtet Michael Brooks die oft verwirrenden Fragen dieser Disziplin, sei es zu Quantenphysik, Relativitat oder der Natur der Realitat. Die groen Fragen sind: Wozu ist Physik da?, Was ist Zeit?, Was geschah mit Schrodingers Katze?, Warum fallt der Apfel nach unten?, Sind feste Stoffe wirklich fest?, Warum gibt es nichts umsonst?, Ist letztlich alles Zufall?, Was ist Gottes Teilchen?, Bin ich einmalig?, Konnen wir durch die Zeit reisen?, Wird das Erdmagnetfeld verschwinden?, Warum ist E gleich mc2?, Verandert ein Blick das Universum?, Ist Chaos gleich Katastrophe?, Was ist Licht?, Geht es in der Stringtheorie um Bindfaden?, Warum gibt es uberhaupt etwas?, Leben wir in einer Simulation?, Welche ist die starkste Naturkraft?, Was ist das wahre Wesen der Realitat?