Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Physik

Geometrische Grundlagen: Definitionen und Formeln

Hier sind einige grundlegende Definitionen und Formeln aus der Geometrie:

Grundlegende Elemente

• Punkt: Ohne Anfang und Ende, besteht aus unendlich vielen Punkten.
• Strahl (Ray): Gerade, die einen Anfang, aber kein Ende hat.
• Strecke (Segment): Gerade, die durch zwei Punkte begrenzt ist.

Beziehungen zwischen Geraden

• Trennend: Wenn sie sich schneiden.
• Parallel: Wenn sie keine gemeinsamen Punkte haben.
• Übereinstimmend: Wenn alle Punkte gemeinsam sind.
• Senkrecht: Wenn sie die Ebene in vier gleiche Teile teilen.

Winkel

• Winkel: Öffnung, die von zwei Strahlen gebildet wird, die vom gleichen Punkt ausgehen.

Polygone

• Polygon: Geschlossene geometrische Figur, die durch Strecken begrenzt wird.
• Regelmäßig: Alle Seiten

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Wärme und Temperatur

Wärme: Eine physikalische Größe, die die Energie misst, die von einem Körper auf einen anderen übertragen wird, aufgrund einer Differenz in ihren Temperaturen. Die SI-Einheit ist das Joule (J). 1 Kalorie = 4,18 J.

Temperatur: Die Temperatur eines Körpers hängt von der kinetischen Energie seiner Teilchen ab (Atome, Ionen, Moleküle).

Die Energie kann als Wärme von einem Körper auf einen anderen auf drei verschiedene Arten übertragen werden:

• Wärmeleitung: Erfolgt in Festkörpern.
• Konvektion: Nur bei Flüssigkeiten (Flüssigkeiten und Gasen).
• Strahlung: (Kein direkter Kontakt nötig).

Thermometer: Geräte, die es uns ermöglichen, Temperaturen zu messen. Es gibt drei Typen:

• Quecksilber
• Alkohol
• Elektronisch

Ausdehnung: Die... Weiterlesen "Wärme, Temperatur und Schall: Eine Übersicht" »

Ursachen von Messfehlern

• Natürliche Schwankungen

  Verursacht durch Wetter, Refraktion, Schwerkraft und magnetische Deklination.

• Instrumentelle Fehler

  Ergebnisse instrumenteller Unvollkommenheiten, fehlerhafter Justierungen und/oder Bewegung der Bauteile.

• Persönliche Fehler

  Das Ergebnis der Beschränktheit der menschlichen Sinne bei Beobachtungen.

Arten von Messfehlern

• Systematische Fehler

  Gehorchen einem mathematischen oder physikalischen Gesetz, können daher bestimmt und korrigiert werden, sind kumulativ.

• Zufällige Fehler

  Treten auf, nachdem grobe und systematische Fehler beseitigt wurden.

Wichtige Definitionen

Diskrepanz

Der Unterschied zwischen zwei Messwerten derselben Größe.

Präzision

Ist der Grad der Übereinstimmung einer Gruppe von Messungen... Weiterlesen "Grundlagen der Topographie: Fehler, Punkte, Maßstäbe" »

Vierecke

Eine ebene Figur, ein Polygon, geschlossen, bestehend aus 4 Seiten und 4 Winkeln.

Diagonalen

Verbindung von zwei nicht direkt aufeinanderfolgenden Ecken.

Quadrat

Hat 4 gleiche Seiten und Winkel von 90 Grad. Die Diagonalen sind gleich und senkrecht.

Rechteck

Die Seiten sind paarweise gleich lang und parallel. Die Winkel sind 90 Grad. Die Diagonalen sind gleich.

Raute

Hat 4 gleiche Seiten und die Seiten sind paarweise parallel. Die Diagonalen sind nicht gleich, aber senkrecht.

Parallelogramm

Die Seiten sind paarweise gleich und parallel, aber die Winkel sind nicht gleich. Die Diagonalen sind ungleich und nicht senkrecht.

Trapez

Hat zwei gegenüberliegende Seiten parallel. Die anderen zwei Seiten sind nicht parallel. Die parallelen Seiten heißen... Weiterlesen "Vierecke und Polygone: Definitionen und Eigenschaften" »

Eigenschaften von Stoffen

• Allgemeine Eigenschaften: Werte, die zur Identifizierung einer Substanz dienen (z.B. Volumen, Masse, Temperatur).
• Charakteristische Eigenschaften: Eigenschaften mit einem spezifischen Wert, der charakteristisch für jeden Stoff ist (z.B. Dichte, Schmelzpunkt, Siedepunkt, Härte, Wasserlöslichkeit und elektrische Leitfähigkeit).

Charakteristische Eigenschaften im Detail

• Dichte: Menge der Masse pro Volumen (Beispiele: Blei und Kork).
• Härte: Widerstand gegen Verformung oder Zerstörung (Beispiel: Diamant).
• Wasserlöslichkeit: Messung der maximalen Masse eines Stoffes, die sich in 100g Wasser lösen lässt (Beispiele: Zucker ist löslich, Öl ist unlöslich und nicht mischbar).
• Elektrische Leitfähigkeit: Misst die Fähigkeit

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Strahlungsstärke

Die Strahlungsstärke ist die pro Flächeneinheit und Wellenlänge emittierte Leistung eines Körpers (W·nm⁻¹·cm⁻²). Sie wird auch verwendet, um die Strahlungsstärke einer Lampe im Vergleich zu einem schwarzen Körper zu beschreiben.

Emissionsgrad

Der Emissionsgrad ist das Verhältnis der Strahlungsstärke einer Lampe zur Strahlungsstärke eines schwarzen Körpers bei gleicher Temperatur:

Emissionsgrad (ε, T) = I (Lampe) (ε, T) / I (schwarzer Körper) (ε, T)

Grauer Körper

Ein grauer Körper liegt vor, wenn der Emissionsgrad unabhängig von der Wellenlänge der betreffenden Lampe ist.

Deuteriumlampe

Eine Deuteriumlampe ist eine Niederdrucklampe mit einem kontinuierlichen Spektrum zwischen 200 und 400 nm. Oberhalb von 400... Weiterlesen "Spektroskopie und Detektoren" »

1. Wellenbewegung

Eigenschaften:

• Überträgt Energie
• Kein Transport von Materie
• Teilchen schwingen um einen Gleichgewichtspunkt.

Arten von Wellen:

Nach dem Ausbreitungsmedium:

• Mechanische Wellen: Benötigen ein elastisches Medium zur Ausbreitung.
• Elektromagnetische Wellen: Benötigen kein Medium.

Unter der Ausbreitungsrichtung:

• Longitudinalwellen: Schwingungen der Teilchen erfolgen in Ausbreitungsrichtung der Welle (z.B. Schall).
• Transversalwellen: Schwingungen erfolgen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle (z.B. Welle auf dem Wasser).

2. Wellenausbreitung

Wellen breiten sich durch Sinusfunktionen (sin, cos) aus.

Puls: Einzelner Wellenzug

Welle: Aufeinanderfolgende Wellen

3. Eigenschaften von Wellen

• Ausbreitungsgeschwindigkeit (v): Zurückgelegte Strecke

... Weiterlesen "Wellenlehre: Grundlagen, Eigenschaften und Phänomene" »

Atomspektren

Wenn Elementen im gasförmigen Zustand Energie zugeführt wird (z. B. durch Stoß oder Erhitzung), emittieren sie Strahlung bestimmter Wellenlängen. Wird diese Strahlung durch ein Prisma oder ein Spektroskop zerlegt, sieht man einzelne Linien. Die Gesamtheit dieser Linien wird als Emissionsspektrum bezeichnet. Wenn umgekehrt kontinuierliches Licht eine Substanz durchdringt, absorbiert diese bestimmte Wellenlängen. Diese erscheinen dann als dunkle Linien auf dem kontinuierlichen Hintergrund (Absorptionsspektrum).

Plancks Quantenhypothese

Die Untersuchung von Spektrallinien ermöglicht Rückschlüsse auf Energieänderungen bei Elektronenübergängen, die mit der Emission von Strahlung verbunden sind. Max Planck postulierte, dass Energie... Weiterlesen "Grundlagen der Atomphysik: Spektren, Quanten & Modelle" »

Grundlagen der Lichtphänomene

Streuung des Lichts: Der Brechungsindex eines Stoffes ist eine Funktion der Wellenlänge des einfallenden Lichts. Daher werden Lichtstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen beim Durchgang durch ein brechendes Material unterschiedlich abgelenkt, was als Streuung bezeichnet wird.

Interferenz: Wenn an einem Punkt zwei Wellen gleichzeitig ankommen, erfährt dieser Punkt eine Schwingung, die der Summe der einzelnen Schwingungen entspricht.

Konstruktive und destruktive Interferenz

Konstruktive Interferenz: Wenn die Wellen in Phase sind, ist die resultierende Amplitude die Summe der Einzelamplituden, und die Intensität ist maximal. Es kommt zu einer Verstärkung der Wellen.

Destruktive Interferenz: Wenn die Wellen in Opposition... Weiterlesen "Licht: Streuung, Interferenz, Beugung und Theorien erklärt" »

Coulomb-Gesetz: Die Kraft zwischen Ladungen

Das Coulomb-Gesetz beschreibt die Kraft der Anziehung oder Abstoßung zwischen zwei Punktladungen. Diese Kraft ist direkt proportional zum Produkt der Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen ihnen:

F = kQ₁Q₂ / r²

Dabei ist:

• F die Kraft
• k die Coulomb-Konstante
• Q₁ und Q₂ die Ladungen
• r der Abstand zwischen den Ladungen

Merkmale elektrischer Kräfte

Elektrische Kräfte haben folgende Merkmale:

• Die Kraft wirkt entlang der Verbindungslinie der Ladungen.
• Die Kraft ist abstoßend, wenn die Ladungen das gleiche Vorzeichen haben.
• Die Kraft ist anziehend, wenn die Ladungen entgegengesetzte Vorzeichen haben.
• Die Kraft wirkt auch über eine Distanz, ohne dass ein Materialmedium zwischen den Ladungen

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