Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Physik

Einführung in die Astronomie

Teleskope

Typen von Teleskopen

• Refraktoren (Objektiv): Galileo Galilei (1609)
• Reflektoren (Spiegel): Isaac Newton (1670), Laurent Cassegrain (1671)
• Reflektoren (Spiegel und Linsen): Bernhard Schmidt (1930)

Beiträge von Galileo Galilei

• Mondoberfläche
• Phasen der Venus
• Aspekte des Mars
• 4 große Monde des Jupiter
• Sonnenrotation
• Stellares Erscheinungsbild der Milchstraße
• Aspekte des Saturn

Aberration / Abbildungsfehler

1) Sphärische Aberration:

Unscharfe Bilder. Der Fokuspunkt des Bildes ist verschoben.

2) Chromatische Aberration (Farbfehler):

Bilder mit farbigen Rändern. Kann durch den Einsatz einer Korrekturlinse verbessert werden.

Eigenschaften von Teleskopen

• A - Vergrößerung: Gibt an, wie oft das Bild im Vergleich zum bloßen

Huygens-Prinzip

Jeder Punkt einer Wellenfront ist selbst elementare Sender von Elementarwellen, deren Einhüllende die neue Wellenfront ist.

Reflexion

1. Snelliussches Gesetz: Einfallswinkel und Reflexionswinkel sind gleich.
2. Einfallender und reflektierter Strahl liegen in der gleichen Ebene.

Brechung

Snelliussches Brechungsgesetz besagt, dass das Verhältnis zwischen dem Sinus des Einfallswinkels und dem Sinus des Brechungswinkels gleich dem Verhältnis der Ausbreitungsgeschwindigkeiten in den Medien ist: sin₁ / sin₂ = v₁ / v₂.

Beugung

Ein Phänomen, das es einer Welle ermöglicht, sich um ein Hindernis herum auszubreiten.

Polarisation

Tritt auf, wenn eine Transversalwelle in einer einzigen Schwingungsebene enthalten ist.

Interferenz

Die Welle, die aus der... Weiterlesen "Huygens Prinzip, Reflexion, Brechung, Schall und Wellen" »

Lichtspektren und die Zusammensetzung des Universums

Isaac Newton entdeckte, dass Sonnenlicht, das auf ein Glasprisma fällt, in farbige Streifen zerlegt wird. Dieser Regenbogen wird als Lichtspektrum bezeichnet. Im Spektrum wurden schwarze Linien beobachtet. Die Sonne ist der uns nächste Stern, und ihr Lichtspektrum liefert wichtige Informationen über die Elemente, aus denen sie besteht. Vergleicht man die schwarzen Linien im Spektrum der Sonne mit denen von Wasserstoff und Helium, kann man schließen, dass die äußeren Schichten der Sonne hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestehen. Dieses Verfahren ermöglicht es uns, die Elemente und chemischen Verbindungen in fernen Sternen und Galaxien zu identifizieren.

Die Organisation des Universums:

Der Begriff der Energie in der Physik

In der Physik besagt das universelle Gesetz der Energieerhaltung, welches die Grundlage für den ersten Hauptsatz der Thermodynamik bildet, dass die Energie eines geschlossenen Systems über die Zeit konstant bleibt. Die spezielle Relativitätstheorie stellt jedoch eine Äquivalenz zwischen Masse und Energie her, wodurch alle materiellen Körper Energie enthalten. Zusätzlich können Körper weitere Energie besitzen, die konzeptionell nach verschiedenen Typen unterteilt wird, z.B.:

• Kinetische Energie: Energie aufgrund von Bewegung.
• Chemische Energie: Energie aufgrund der chemischen Zusammensetzung.
• Potentielle Energie: Energie aufgrund von Position oder Deformation in Bezug auf wirkende Kräfte.
• Thermische Energie:

Block 1

Konservative Kräfte: Viele Arten von Kräften, bei denen die Arbeit, die verrichtet werden muss, um einen Körper zwischen zwei Punkten zu bewegen, vom zurückgelegten Weg abhängt (z. B. Reibungskräfte). Nicht so im Fall eines bestimmten Typs von Kräften, die als konservativ bezeichnet werden. Eine konservative Kraft ist eine Kraft, die in der Lage ist, die gegen sie verrichtete Arbeit zurückzugeben. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass die verrichtete Arbeit nur von der Anfangs- und Endposition abhängt, nicht vom zurückgelegten Weg. Aus diesem Grund ist die Arbeit in einem geschlossenen Weg Null. Dies ist eine Eigenschaft, die die Zentralkräfte aufweisen. Die Bereiche, in denen diese Kräfte wirken, haben wiederum den Namen konservativ... Weiterlesen "Konservative Kräfte, potenzielle Energie und Keplers Gesetze" »

Geschwindigkeit und Bewegung

Nichts bewegt sich schneller als das Licht, das 300.000 km/s erreicht.

Zeit und Raum kombinieren sich, um die Beobachtung der Bewegung zu ermöglichen. Wir sagen, dass diese Bewegung auf verschiedenen Skalen relativ ist, weil verschiedene Beobachter dieselbe Bewegung unterschiedlich beschreiben können und alle Recht haben.

Wegstrecke und Bezugssystem

Die Wegstrecke eines bewegten Objekts ist die Länge des zurückgelegten Weges und hängt vom Bezugssystem ab. Wir verwenden die Geschwindigkeit, wenn wir ausdrücken müssen, wie schnell etwas in Bezug auf die verstrichene Zeit passiert.

Definition der Geschwindigkeit (Vektor)

Die Geschwindigkeit (als physikalische Größe) beschreibt, wie sich ein Objekt zu jedem Zeitpunkt... Weiterlesen "Grundlagen der Kinematik und Dynamik" »

Die Big-Bang-Theorie

1. Sowohl Materie als auch Energie waren in einem Punkt konzentriert, dem Ur-Atom, dessen Dichte und Temperatur sehr hoch gewesen sein müssen.
2. Das Ur-Atom dehnte sich in einer großen Explosion, dem "Big Bang", stark aus und begann mit der Ausdehnung, wodurch das Universum entstand.
3. Es entstanden subatomare Teilchen und später die einfachsten Atome, Wasserstoff und Helium.
4. Die Temperatur sank und es bildeten sich Nebel, Galaxien, Sterne, Planeten usw. In den Sternen entstanden die chemischen Elemente.

Die Planeten des Sonnensystems

Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.

Eigenschaften des Sonnensystems

• Die Sonne und die Planeten drehen sich in die gleiche Richtung.
• Die Planeten bewegen sich auf nahezu kreisförmigen

1. Solarenergie und Strahlung

1.1.1. Solare Strahlung

Die solare Strahlung setzt sich zusammen aus: 7% UV-Strahlung, 47% sichtbarem Licht und 40% Infrarotstrahlung.

1.1.2. Die Solarkonstante

Die Solarkonstante ist die Menge solarer Energie pro Zeiteinheit, die auf eine Fläche außerhalb der Erdatmosphäre auftrifft, und zwar in einem Abstand von der Sonne, der der durchschnittlichen Entfernung Sonne-Erde entspricht. Die Konstante variiert leicht, da der Abstand zwischen Sonne und Erde nicht konstant ist.

1.1.3. Der Effekt der Atmosphäre

Aufgrund der atmosphärischen Schicht gelangt nicht die gesamte von der Sonne abgefangene Strahlung bis zur Oberfläche. Der maximale Wert der Bestrahlungsstärke an der Oberfläche beträgt meist 1100 W/m².

1.1.

Der Big Bang und Geschichte des Universums

¹ Phase der Inflation: Das superkomprimierte Universum expandierte nach dem Big Bang. Es wuchs mit enormer Geschwindigkeit in der Phase der Inflation.

² Bildung der Materie: Das Universum bestand aus subatomaren Teilchen und enthielt ungeheure Mengen an Energie und Photonen. Als es auf etwa eine Milliarde Grad abkühlte, bildeten sich Neutronen und Protonen.

³ Die ersten Atome: Etwa 300.000 Jahre nach dem Big Bang bildeten sich Wasserstoff- und Heliumatome; ihre prozentuale Zusammensetzung entspricht ungefähr der heutigen.

⁴ Photonendekopplung: Die geladenen Teilchen (Protonen und Elektronen) streuten Photonen. Als sich Atome bildeten, konnten sich Photonen frei ausbreiten, sodass sich Licht ungehindert... Weiterlesen "Der Urknall und die Geschichte des Universums" »

Lichtführung und Maltechnik

Der Künstler schafft mit Licht, das die Figuren im Vordergrund beeinflusst und sie aus dem Halbschatten hervorhebt. Das Spiel von Licht und Schatten unterstützt die Komposition des Bildes. Das Licht, das durch die Tür eintritt, und der kontrastierende Hintergrund (das Dunkel der Decke und der Seitenwand auf der rechten Seite) verleihen dem Betrachter Tiefe. Die Palette ist klar, hell und reich an Farben und Tönungen. Der Pinselstrich ist lang, flüssig und sichtbar. Die Konturen der Figuren verwischen.

Velázquez entwickelte die *Drop-Technik* (Tupftechnik) auf der Leinwand, wobei Details aus der Ferne beobachtet werden müssen. Die ätherischen Formen der Könige im Spiegel im hinteren Teil des Raumes wurden... Weiterlesen "Las Meninas: Analyse von Licht, Technik und Komposition" »