Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Physik

Grundlagen der Wellenoptik und Wellenphänomene

Huygens-Prinzip

Jeder Punkt einer Wellenfront ist der Ausgangspunkt elementarer Kugelwellen (Elementarwellen), die sich in alle Richtungen ausbreiten. Die neue Wellenfront ist die Einhüllende (Hüllfläche) aller Elementarwellen.

Beugung (Diffraktion)

Beugung tritt auf, wenn Wellen auf ein Hindernis treffen oder durch eine Öffnung (einen Spalt) passieren. Dieses Phänomen ist besonders ausgeprägt, wenn die Breite des Spalts oder des Hindernisses von der gleichen Größenordnung wie die Wellenlänge ist.

Reflexion

Reflexion ist die Änderung der Ausbreitungsrichtung einer Welle, wenn sie auf eine Grenzfläche oder ein Hindernis trifft.

Gesetz der Reflexion

• Der einfallende Strahl, das Lot (die Normale)

Kinematik: Die Lehre von der Bewegung

Die Kinematik ist ein Teilgebiet der Physik, das die Bewegung von Objekten untersucht, unabhängig von den Kräften, die diese Bewegung verursachen. Für die Beschreibung einer Bewegung ist immer ein Referenzsystem erforderlich.

Grundlagen der Bewegung: Geschwindigkeit und Beschleunigung

Geschwindigkeit

Durchschnittsgeschwindigkeit (Vektor)

Die Durchschnittsgeschwindigkeit ist ein Vektor, der als Quotient aus dem Verschiebungsvektor und dem betrachteten Zeitintervall definiert wird. Sie wird in Metern pro Sekunde (m/s) gemessen und hat die Richtung der Verschiebung.

Momentangeschwindigkeit (Vektor)

Die Momentangeschwindigkeit ist der Grenzwert der Durchschnittsgeschwindigkeit, wenn das Zeitintervall gegen null... Weiterlesen "Kinematik Grundlagen: Bewegung, Vektoren & Beschleunigung" »

Einsteins Relativitätstheorie und ihre Auswirkungen

Ein grundlegendes Problem in der Physik des späten neunzehnten Jahrhunderts war, dass die Gesetze des Elektromagnetismus sich durch eine Änderung des Bezugssystems unterschieden und damit das Relativitätsprinzip von Galileo verletzten, welches die Grundlage der Newtonschen Mechanik bildete. Beobachter in relativer Bewegung würden also unterschiedliche Ergebnisse bei der Untersuchung elektromagnetischer Phänomene erhalten. Im Jahr 1905 vereinte Einstein die beiden Theorien (Mechanik und Elektromagnetismus) durch seine spezielle Relativitätstheorie, die auf zwei Postulaten basiert:

1. Relativitätsprinzip: Alle Gesetze der Physik haben die gleiche Form in Inertialsystemen (d.h. für verschiedene

Definition und Messung der Energie

Energie ist eine Eigenschaft von Körpern oder materiellen Systemen, die es ihnen ermöglicht, Zustandsänderungen selbst vorzunehmen oder in anderen Körpern zu bewirken. (In bestimmten physikalischen Kontexten wird Energie in der Wellenzahl gemessen.)

Mechanische Energie

Die mechanische Energie ist die Energie, die mit der Position oder der Bewegung von Körpern verbunden ist. Es werden zwei Hauptformen der mechanischen Energie unterschieden:

• Kinetische Energie (Bewegungsenergie)

  Kinetische Energie ist die Energie, die Körper aufgrund der Tatsache besitzen, dass sie in Bewegung sind. Ihr Wert hängt von der Masse des Körpers und seiner Geschwindigkeit ab.

• Potenzielle Energie (Lageenergie)

  Potenzielle Energie

Visuelle Elemente und ihre Bedeutung

Wir stützen uns auf den Vorschlag von A. Donis Dondis: Der Punkt hat die Funktion der Identifizierung und Kennzeichnung des Raumes. Zwei Punkte bestimmen den grundlegenden Begriff des Abstands. Es gibt drei Arten von Punkten: geometrische, optische und aufmerksamkeitslenkende.

Die Linie: Verbindung und Funktion

Die Linie entsteht, wenn Punkte nahe beieinander liegen und nicht isoliert sind. Ihre zwei wichtigsten Aufgaben sind Identifizierung und Strukturierung. Kunststoff-Funktionen: Tiefe erzeugen, Pläne trennen, Raum organisieren, Volumen zweidimensionalen Objekten geben und die Form und Struktur eines Objektes darstellen. Typen von Linien: Kontur, Schattierung.

Kontur: Formen und ihre Bedeutung

Die Kontur... Weiterlesen "Visuelle Elemente und Fotografie: Grundlagen und Techniken" »

Antike griechische Astronomen und Mathematiker

Apollonius (3. Jh. v. Chr.)

Ein bedeutender Mathematiker, der die Kegelschnitte (Kurven, die durch das Schneiden eines Kegels mit einer Ebene entstehen) untersuchte und die Rückläufigkeit der Planetenbewegung mit Epizykeln erklärte.

Meton (5. Jh. v. Chr.)

Entdecker des Metonischen Zyklus (19 Jahre = 235 Mondmonate), der zur Vorhersage von Sonnen- und Mondfinsternissen dient. Der Zyklus wiederholt sich alle 19 Jahre, wobei die Sonnenfinsternisse mit Ausnahme der Mondfinsternisse alle 19 Jahre auf das gleiche Datum fallen.

Eratosthenes (3. Jh. v. Chr.)

Entwickelte das Sieb des Eratosthenes zur Berechnung von Primzahlen. Er erfand die Armillarsphäre, um die Position der Sterne zu bestimmen. Entdeckte... Weiterlesen "Antike griechische Astronomen und Mathematiker: Ihre Beiträge und Entdeckungen" »

Was wir als Licht erkennen

Was wir als Licht erkennen: Licht besitzt mehrere Wellenlängen. Wellenlängen des sichtbaren Lichts: Die Wellenlängen des sichtbaren Lichts sind größer als die der Röntgenstrahlen und kleiner als die der Mikrowellen. Das weiße Licht enthält alle Wellenlängen des sichtbaren Spektrums. Der rote Wellenlängenbereich ist weniger energiereich als der violette Bereich. Längere Wellenlängen besitzen im Allgemeinen weniger Energie als kürzere Wellenlängen (z. B. haben Radiowellen weniger Energie als Röntgenstrahlen).

Verhalten des Lichts

Das Licht breitet sich in der Regel geradlinig aus. Licht kann sich auf verschiedene Weise verhalten: es kann absorbiert, durchgelassen (transmittiert) oder reflektiert werden.... Weiterlesen "Licht, Wellenlängen und Farbe — Grundlagen" »

Grundlagen der Physik: Bewegung und Kräfte

Definitionen wichtiger physikalischer Konzepte

Freier Fall

Der freie Fall beschreibt die Bewegung eines Körpers, der ausschließlich der Schwerkraft ausgesetzt ist. Im Vakuum ist dies eine geradlinige Bewegung mit konstanter Beschleunigung.

Der freie Fall hat zwei wichtige Merkmale:

• Objekte im freien Fall erfahren keinen Luftwiderstand.
• Alle Objekte werden auf der Erdoberfläche mit etwa 9,8 m/s² beschleunigt.

Energie

Energie ist definiert als die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.

Gleichförmige Kreisbewegung

Die gleichförmige Kreisbewegung beschreibt die Bewegung eines Körpers auf einer Kreisbahn mit konstanter Geschwindigkeit.

Dynamik und beteiligte Kräfte

Die Dynamik ist der Teil der Physik, der die zeitliche... Weiterlesen "Grundlagen der Physik: Freier Fall, Kräfte & Newtons Gesetze" »

Elektrisches Feld

Das elektrische Feld ist der räumliche Bereich, in dem elektrische Kräfte wirken.

Elektrische Feldstärke

Die elektrische Feldstärke ist definiert als die Kraft, die eine positive Probeladung erfährt, wenn sie unter der Wirkung eines solchen Feldes platziert wird, geteilt durch den Wert der Ladung.

Bewegung geladener Teilchen im elektrischen Feld

Wenn eine Punktladung der Größe q in einen Bereich mit einem elektrischen Feld E eintritt, erfährt sie eine Kraft der Größe F = qE.

Bei einer Masse m wird die Beschleunigung a durch die Beziehung a = F / m = qE / m gegeben.

Diese Beziehung beschreibt Betrag und Richtung der Beschleunigung des Teilchens im elektrischen Feld. Der Betrag ist gleich qE / m, während die Richtung vom... Weiterlesen "Grundlagen der Elektrostatik und elektrischer Felder" »