Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Physik

Freier Fall & Bewegung

Beim Freien Fall ist die Verschiebung nur auf der vertikalen Achse.

• Horizontale Bewegung: unterliegt dem Trägheitsgesetz.
• Vertikale Bewegung: unterliegt der Schwerkraft.

Trägheit ist der Widerstand eines Systems gegen Veränderungen.

Dynamik ist der Teil der Physik, der die Entwicklung der Zeit beschreibt, die ein physikalisches System verändert.

Grundsatz der Unabhängigkeit der Bewegungen (Galileo)

Wenn ein Körper eine zusammengesetzte Bewegung hat, ist jede der Einzelbewegungen erfüllt, als ob die anderen nicht existieren würden.

• Horizontale Bewegung: Sie hat eine konstante Geschwindigkeit, d.h. ihre Beschleunigung ist 0.
• Vertikale Bewegung: Sie ist gleichmäßig beschleunigt, mit einer Beschleunigung, die der Schwerkraft

Licht und seine Eigenschaften

Arten von Lichtquellen

Tageslicht

Die Sonne ist die natürliche Lichtquelle. Es ist am stärksten zur Mittagszeit und schwächer in der Dämmerung.

Kunstlicht

Künstliche Lichtquellen wie Glühbirnen können stark und konzentriert oder schwach und diffus sein.

Qualitäten des Lichts

Das Erscheinungsbild des Lichts variiert je nach Art (künstlich oder natürlich) und wird maßgeblich von seiner Intensität, Richtung und Qualität beeinflusst.

Lichtrichtung und ihre Wirkung

Die Lichtrichtung beschreibt die Position der Lichtquelle relativ zum beleuchteten Objekt.

Frontallicht

Kommt von vorne und erzeugt eine ruhige, gleichmäßige Ausleuchtung.

Seitenlicht

Kommt von der Seite und betont Texturen, Tiefe und Schatten, was zu mehr... Weiterlesen "Licht, Schatten & Modulare Systeme: Ein umfassender Leitfaden" »

Das Mikroskop: Aufbau, Funktion und Eigenschaften

Was ist ein Mikroskop?

Ein Mikroskop ist ein Werkzeug, das dazu dient, Objekte zu beobachten, die zu klein sind, um mit dem bloßen Auge gesehen zu werden.

Das Mechanische System

Das mechanische System umfasst die tragenden und beweglichen Teile des Mikroskops:

• Tubus (Hauptrohr)

  Dies ist eine Metallröhre, die sich an der Spitze des Mikroskops befindet. Hier wird das Auge angesetzt, um das Bild zu betrachten.

• Revolver

  Ein drehbares, rundes Stück, das an der Unterseite des Tubus befestigt ist. Die Objektive sind am Revolver angebracht.

• Fokussiersystem

  Besteht aus Makro- und Mikrometerschrauben. Diese Schrauben bewegen den Tubus nach oben oder unten, um die Scharfstellung (Fokus) des Bildes zu ermöglichen.

Artikel 42: Grundlagen der Beleuchtung

Inhalt:

1. Qualitäten des Lichts
2. Qualität des Lichts
3. Volumen
4. Textur
5. Farbe
6. Der Einsatz von Licht
7. Die Beleuchtung
8. Härte des Lichts
9. Direktionalität
10. Kontrast
11. Drei-Punkt-Beleuchtung / Dreiecksbeleuchtung

1. Qualitäten des Lichts

• Licht wird in Form von Strahlen übertragen.
• Ein Strahl ist die gerade Linie, die den Weg des Lichts darstellt.
• Wenn Licht ein Objekt erreicht, kann es reflektiert, gebrochen, gestreut oder gebeugt werden.

1. Reflektieren:

Das Licht prallt von der Oberfläche eines Objekts ab und wird in viele Strahlen zurückgeworfen.

2. Brechung:

Licht, das ein Objekt durchdringt, ändert seine Richtung leicht gegenüber der ursprünglichen Einfallsrichtung.

3. Streuung:

Das Licht wird von einem Objekt gestreut und in... Weiterlesen "Grundlagen der Beleuchtung: Eigenschaften, Techniken und Anwendung" »

1. Wellen und Kommunikation

Wellen sind Schwingungen, die Energie übertragen, ohne Materie zu bewegen. Elektromagnetische Wellen werden beispielsweise über Funk für verschiedene Kommunikationssysteme wie Telefone oder die Übertragung unserer Stimme genutzt.

Eigenschaften von Wellen

• Periode (T): Die Zeit, die für eine vollständige Schwingung benötigt wird.
• Frequenz (f): Die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde. Sie entspricht dem Kehrwert der Periode: f = 1 / T. Die Frequenz wird in s^-1 gemessen, und die Einheit ist Hertz (Hz).
• Wellenlänge (λ): Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellenbergen (Spitzen) oder Wellentälern. Eine größere Wellenlänge bedeutet eine niedrigere Frequenz und umgekehrt.
• Amplitude (A): Die maximale Auslenkung

Was ist Schall?

Schall entsteht durch die Schwingungen eines elastischen Mediums. Ein elastisches Medium hat die Fähigkeit, nach einer Verformung in seine ursprüngliche Form zurückzukehren.

Arten von Schall

Hörbarer Schall: Klänge, die für das menschliche Ohr wahrnehmbar sind, mit Frequenzen zwischen 20 Hz und 20.000 Hz.

Infraschall

Schall mit Frequenzen unterhalb von 20 Hz.

Ultraschall

Schall mit Frequenzen oberhalb von 20.000 Hz.

Eigenschaften von Schallwellen

Schall ist eine mechanische Longitudinalwelle, bei der das Medium durch Druckschwankungen schwingt.

• Kompression: Zone hohen Drucks.
• Verdünnung (Rarefizierung): Zone niedrigen Drucks.

Schallintensität (Lautstärke)

Die Schallintensität ist eine physikalische Größe, definiert als die Schallenergie,... Weiterlesen "Grundlagen des Schalls: Entstehung und Eigenschaften" »

Grundlagen der Schallphysik

Oszillationen und Vibrationen

Die schwingende Bewegung eines Körpers wird als oszillierende Bewegung bezeichnet. Wenn die Schwingungen sehr schnell sind, spricht man von Vibrationen.

Wellenbewegung

Als Wellenbewegung wird die Ausbreitung einer oszillierenden Bewegung durch ein Medium bezeichnet.

Frequenz

Als Frequenz wird die Anzahl der Schwingungen pro Zeiteinheit bezeichnet. Die Frequenz wird in Hertz (Hz) gemessen.

Was ist Schall?

Klang ist eine Schwingung, die sich in Form von Wellen durch Materie ausbreitet. Aus diesem Grund kann sich Schall nicht im Vakuum ausbreiten.

Schallausbreitung in Medien

In homogenen Medien breiten sich Schallwellen mit konstanter Geschwindigkeit aus. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schall... Weiterlesen "Grundlagen des Schalls: Wellen, Frequenz und Wahrnehmung" »

Modelle des Sonnensystems und Astronomiegeschichte

Grundlegende Modelle des Sonnensystems

• Geozentrisches Modell: Die Erde ist unbeweglich im Mittelpunkt des Universums, und alle Planeten drehen sich um sie herum.
• Heliozentrisches Modell: Alle Planeten kreisen um die Sonne.

Tycho Brahe (1546–1601)

• Er machte Beobachtungen der Supernova (1572) und eines Kometen (1577).
• Er führte die präzisesten Positionsmessungen von Sternen durch, mit Fehlern von weniger als 1 Bogenminute.
• Er verzeichnete die Position des Planeten Mars.
• Im Jahr 1600 heuerte er einen jungen Mann an (Johannes Kepler), um die Daten aus 20 Jahren Planetenmessungen zu analysieren.

Johannes Kepler (1571–1630) und Keplersche Gesetze

• Er arbeitete auf der Grundlage der Aufzeichnungen von

Grundlagen der Wellenlehre und Akustik

Periodische Phänomene und Schwingungen

Phänomene, die sich in regelmäßigen zeitlichen Abständen wiederholen, werden als periodische Phänomene bezeichnet.

Eine regelmäßige Bewegung, bei der ein Körper aus einer Ausgangsposition in die gleiche Richtung zurückkehrt, wird als Schwingung oder vollständiger Zyklus bezeichnet.

Eine periodische Bewegung ist durch ihre Periode und ihre Frequenz charakterisiert:

• Als Periode bezeichnen wir die Zeit, die ein periodisches Phänomen für eine vollständige Periode oder Oszillation benötigt.
• Als Frequenz bezeichnen wir die Anzahl der vollständigen Zyklen oder Oszillationen pro Zeiteinheit.

Auslenkung und Amplitude

In einem Oszillationsvorgang wird der Abstand zwischen... Weiterlesen "Wellen und Schall: Eine Einführung in periodische Phänomene" »

Grenzen der klassischen Physik

Newtons klassische Mechanik basiert auf den Galilei-Transformationen und seinen Bewegungsgleichungen. Maxwells Gleichungen bestätigten die Wellennatur des Lichts und ermöglichten die Berechnung seiner Geschwindigkeit im Vakuum. Dies führte zu einem Vergleich zwischen Lichtwellen und Schallwellen.

Eigenschaften von Schallwellen

Schallwellen benötigen ein Medium, um sich auszubreiten. Sie breiten sich mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit in Bezug auf das Ausbreitungsmedium aus. Die Geschwindigkeit kann durch die Formel der Geschwindigkeitsaddition berechnet werden.

Eigenschaften von Lichtwellen

Lichtwellen benötigen ein Ausbreitungsmedium (den sogenannten Äther). Sie breiten sich mit einer festen Geschwindigkeit... Weiterlesen "Einführung in die moderne Physik: Von der Relativitätstheorie zur Kernphysik" »