Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Physik

Grundlagen der mechanischen Schwingungen

Eine (mechanische) Schwingung ist eine zeitlich periodische Bewegung um eine Gleichgewichtslage bzw. die Änderung physikalischer Größen (Abstand, Geschwindigkeit v, Beschleunigung a, Energie).

Voraussetzungen für die Entstehung

• Das Vorhandensein schwingungsfähiger Körper, die auch als Oszillatoren oder Schwinger bezeichnet werden.
• Die Auslenkung dieser Oszillatoren aus der Gleichgewichtslage (Energiezufuhr).
• Das Vorhandensein einer zur Gleichgewichtslage rücktreibenden Kraft.

Allerdings wird ein ausgelenkter Körper durch diese Kraft beschleunigt, sodass er beim Erreichen der Gleichgewichtslage nicht verharrt, sondern sich vielmehr infolge seiner Trägheit über diese Lage hinaus weiterbewegt. Außerhalb... Weiterlesen "Grundlagen der mechanischen Schwingungen: Eine Übersicht" »

1 Welche physikalische Größe kann man mit dem Fadenstrahlrohr im Helmholz-Versuch bestimmen?

Man kann die spezifische Elementarladung e/m bestimmen

2 Wie groß ist die Lorentzkraft F l?

Eine elektrische Ladung q=15e wird mit der Geschwindigkeit v=2,75*10^5 m/s senkrecht durch ein Magnetfeld B=0,46 uT geschossen. Hinweis e=1,602*10^15C.

F L=q*v*B=15*1,602*10^-19 C+2,75*10^5 m/s*0,46*10^-6T=3,04*10^-19 C

3 Welche Aufgabe hat der Geschwindigkeitsfilter?

Die Geschwindigkeit der geladenen Teilchen werden durch Feldüberlagerung(E+B) in die Richtung der Lochblende gelenkt 

4 Womit trennt ein massenspektrometer die geladenen Teilchen unterschiedlicher Masse?

Durch ein Magnetfeld B werden die teilchen auf unterschiedliche Kreisbahnen gelenkt.

5 Was versteht

Überlagerung Harmonischer Schwingungen

Überlagern sich zwei harmonische Schwingungen gleicher Frequenz, so entsteht wieder eine harmonische Schwingung mit der gleichen Frequenz. Überlagern sich zwei harmonische Schwingungen unterschiedlicher Frequenz, so ist die resultierende Schwingung im Allgemeinen keine harmonische Schwingung mehr (siehe Zeigerdarstellung).

Definition und Eigenschaften von Wellen

Was ist eine Welle?

Eine (mechanische) Welle ist die Ausbreitung einer mechanischen Schwingung im Raum. Alternativ: Eine Welle ist eine zeitlich und räumlich periodische Änderung physikalischer Größen.

Voraussetzungen für die Wellenausbreitung

• Das Vorhandensein von miteinander gekoppelten Oszillatoren.
• Die Anregung von mindestens einem der Oszillatoren

Standardmodell der Teilchenphysik

Bosonen

Bosonen sind Teilchen mit ganzzahligem Spin, die für die Übertragung von Kräften verantwortlich sind.

• Gluonen: Vermitteln die starke Wechselwirkung, die für den Zusammenhalt von Protonen und Neutronen im Atomkern verantwortlich ist.
• W- und Z-Bosonen: Vermitteln die schwache Wechselwirkung, die für die Umwandlung von Teilchen ineinander verantwortlich ist.
• Photonen: Vermitteln die elektromagnetische Kraft.
• Gravitonen: Vermitteln die Gravitationskraft (hypothetische Teilchen, bisher nicht nachgewiesen).
• Higgs-Bosonen: Verleihen anderen Teilchen Masse durch das Higgs-Feld (2012 am CERN nachgewiesen).

Fermionen

Fermionen sind Teilchen mit halbzahligem Spin, aus denen die Materie aufgebaut ist. Man unterscheidet... Weiterlesen "Standardmodell und Radioaktivität" »

Der Äußere Photoelektrische Effekt

Unter dem äußeren photoelektrischen Effekt versteht man das Freisetzen von Elektronen aus einer Oberfläche, die von Licht getroffen wird.

Ein einfaches Experiment

Wir haben eine Lichtquelle und bestrahlen damit eine metallische Oberfläche, zum Beispiel eine Zinkplatte. Dadurch werden aus der Metalloberfläche Elektronen herausgelöst. Dieser Effekt tritt zwar auch bei anderen Stoffen auf, lässt sich jedoch bei Metallen am einfachsten beobachten.

Im Widerspruch zur Wellentheorie ist der Effekt unabhängig von der Intensität und der Dauer der Beleuchtung, sondern tritt ab einer bestimmten Grenzfrequenz auf.

Grundlegende Formeln

W_kin = 1/2 * m * v²

W_ph = W_A + W_kin

W_kin = h * f - W_A

f_G = W_A / h

Plancksche Wirkungsquantum:

Das gestaltete Objekt von ... ist eine miniaturisierte, gigantisch riesige ... aus dem Jahr ... Diese befindet sich aktuell im ... und wurde aus den Materialien ... gefertigt. Die ... trägt den Namen ...

Objektdesigner, Ort, Jahr

2. Die ästhetische Funktion

Formbeschreibung

Die ... lässt sich in verschiedene Teilformen gliedern. Der Bauch, Gefäßkörper, ist als Halbkugel geformt ... Mit einem dreieckigen Verbindungselement, aufrecht im Lot, ist der Griff als halbkreisförmige ... angebracht. Die Oberseite beschreibt einen exakten ..., auf dem asymmetrisch angeordnet ... sich nur noch wenige Millimeter über der Grundfläche erhebt. Zentriert ... Der Fuß der ... ist durch zwei stehende, kreuzförmig angelegte ... aufgebaut. Sie schmiegen sich... Weiterlesen "Analyse eines Designobjekts" »

Trägheitsmomente

I = m * d². Für diskrete Systeme: Σmi * d_i². Für kontinuierliche Systeme: ∫ (d² * dm). Satz von Steiner: I_a = I_b + m * d² (I_b ist das Trägheitsmoment eines parallelen Elements durch den Schwerpunkt G, d ist der Abstand).

Kinematik des Punktes

Position: Definiert das Weg-Zeit-Gesetz.

Bahnkurve

Orte der Positionen von P. Als Schnittpunkt von 2 Flächen. Entferne den Zeitpunkt t in der Gleichung.

Zeitgesetz

Erhalte es durch Integration von v = ds / dt. r(t) = x(t)i + ... (x(t) sind Zeitfunktionen).

Geschwindigkeit

dr(t) / dt. Modul = ds / dt. Immer positiv. Tangential zur Bahn.

Beschleunigung a = dv (Vektor) / dt. |a_t| = dv / dt (ohne Vektor). |a_n| = v²/r_giro.

Gleichförmige Bewegung (MRU)

a = 0. v = v₀ = konstant. s(t) = v * t.

Gleichmäßig

Reflexion: Licht trifft auf Oberflächen

Wenn Licht sich durch ein Medium bewegt und auf eine Oberfläche trifft, die es von einem anderen Medium trennt, wird ein Teil davon reflektiert und breitet sich im selben Medium mit geänderter Richtung weiter aus. Dabei erfüllt es die Gesetze der Reflexion:

1. Der einfallende Strahl, die Normale und der reflektierte Strahl liegen in derselben Ebene.
2. Der Einfallswinkel und der Reflexionswinkel sind gleich.

Das Kaleidoskop: Schöne Bilder beobachten

Ein Kaleidoskop (griech. kalós 'schön', eidos 'Bild', skopéō 'beobachten') ist eine Röhre, die drei prismatische Spiegel enthält, die einen Teil bilden, aus dem nach innen, an dessen Ende sich zwei lichtdurchlässige Platten befinden, zwischen denen sich mehrere... Weiterlesen "Die Welt des Lichts: Reflexion, Brechung und optische Phänomene" »