Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Physik

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

Grundlegende physikalische Konzepte

Kraft: Jede Aktion kann den Zustand der Ruhe oder Bewegung eines Körpers verändern oder zu einer Verformung führen. Newton definierte Kraft als diejenige, die einem Körper der Masse 1 kg eine Beschleunigung von 1 m/s² verleiht.

Resultierende Kraft: Die vektorielle Summe aller Kräfte, die auf ein System wirken.

Bedingungen für das Gleichgewicht

1. Es darf keine translatorische Bewegung geben, d.h. die resultierende Kraft, die auf den Körper wirkt, muss Null sein.
2. Es darf keine Rotationsbewegung geben, d.h. das resultierende Drehmoment der Kräfte, die auf den Körper wirken, muss Null sein.

Universelles Gravitationsgesetz

Zwei materielle Teilchen ziehen sich gegenseitig mit einer Kraft an, die proportional zum... Weiterlesen "Physikalische Konzepte: Kraft, Gravitation, Elektrizität und Bewegung" »

Die Sinne und das Sehen

Die Sinne umfassen Sehen, Hören, Riechen, Schmecken und Tasten. Ein äußerer Reiz löst einen Sinneseindruck aus, der im Nervensystem und den entsprechenden Organen verarbeitet wird.

Grundlagen des Sehens

Der Blick wird hauptsächlich anhand zweier Parameter gemessen:

• Das Gesichtsfeld: Der Bereich des Raumes, der wahrgenommen werden kann, auch bei starrem Blick.
• Die Sehschärfe: Die Fähigkeit, zwei separate Punkte zu unterscheiden.

Anatomie und Physiologie des Auges

Der Aufbau und die Funktion des Augapfels, seiner Aufhängung, der Augenmuskeln sowie der Schutz- und Bewässerungssysteme der Hornhaut.

Der Augapfel

Er befindet sich in einer knöchernen Höhle, der Augenhöhle. Er besteht aus drei Schichten:

• Der Sklera
• Der Aderhaut
• Der

Schallwellen: Intensität und Lautstärke

Die Intensität einer Schallwelle, auch als Lautstärke bezeichnet, hängt vom Quadrat der Frequenz und dem Quadrat ihrer Amplitude ab. Das menschliche Ohr kann Geräusche mit einer Intensität von 10^-12 W/m² wahrnehmen, was der Hörschwelle oder minimal hörbaren Intensität entspricht. Bei einer Intensität von 1 W/m² wird die Schmerzgrenze oder maximal tolerierbare Intensität erreicht.

Um das Gefühl für die Lautstärke zu quantifizieren, wird der Schallintensitätspegel oder die Lautstärke (β) definiert:

Dabei ist I die Schallintensität und I₀ die Hörschwelle. Die Einheit, die die Höhe der Lautstärke misst, ist das Dezibel (dB).

Absorption von Schallwellen

Neben der Abnahme der Intensität von... Weiterlesen "Schallwellen: Intensität, Absorption und stehende Wellen" »

Anwendung der Atomstruktur auf statische Elektrizität

• Alle materiellen Objekte sind aus Atomen zusammengesetzt.
• Ein Atom besteht aus einem Kern und einem großen Raumbereich außerhalb des Kerns.
• Der Atomkern enthält positiv geladene Protonen und neutrale Neutronen.

Aufladen durch Reibung

Der Reibungsladevorgang führt zu einer Übertragung von Elektronen zwischen den beiden Objekten, die aneinander gerieben werden.

Triboelektrische Reihe: Materialien, geordnet nach ihrer Fähigkeit, Elektronen anzuziehen.

Elektrisieren: Eine neutrale Substanz/einen neutralen Körper aufladen.

Aufladen durch Induktion

Ist eine Methode, die verwendet wird, um ein Objekt aufzuladen, ohne dieses Objekt mit einem anderen geladenen Objekt in Kontakt zu bringen.

Das Elektroskop

Ist... Weiterlesen "Atomstruktur & Elektrizität: Eine Übersicht" »

Skizze

Eine Skizze ist eine schnelle Zeichnung ohne Präzision oder Details, die die Haupt- oder wichtigsten Linien sowie die Dimensionen eines Raumes oder Objekts darstellt.

Grenze der visuellen Perfektion

Das Auge hat eine Grenze, ab der zwei Punkte nicht mehr getrennt, sondern als ein Punkt wahrgenommen werden. Dies ist die minimale Distanz, die das Auge zwischen zwei Punkten unterscheiden kann. Die visuelle Grenze liegt bei 0,2 mm. Wenn zwei Punkte weniger als diesen Wert voneinander entfernt sind, werden sie als ein Punkt gesehen.

Maßstab

Eine Karte oder ein Plan sollte eine Ähnlichkeitsbeziehung zur Realität aufweisen, weshalb wir den Maßstab verwenden. Er ist ein konstantes oder proportionales Verhältnis der Entfernung zwischen zwei... Weiterlesen "Glossar der Topografie und Geodäsie" »

Einstein-Koeffizienten und Strahlungsübergänge

Induzierte Absorption

dP12/dt = B12 * Rv

Die Wahrscheinlichkeit pro Zeiteinheit, dass ein Molekül oder Element vom Grundzustand in einen angeregten Zustand übergeht.

Induzierte Emission

dP21/dt = B21 * Rv

Die Wahrscheinlichkeit pro Zeiteinheit, dass ein Molekül von einem angeregten Zustand in einen niedrigeren übergeht.

Spontane Emission

dP21/dt = A21

Dies ist die Übergangswahrscheinlichkeit pro Zeiteinheit für ein Molekül, das von einem angeregten Zustand spontan in den Grundzustand übergeht.

Dabei sind B12, B21 und A21 die verschiedenen Einstein-Koeffizienten für jeden Prozess und Rv ist die Dichte der einfallenden Strahlung.

Verhältnis der Koeffizienten und Besetzungszahlen

Betrachten wir nun... Weiterlesen "Grundlagen der Strahlungsübergänge und Lampentechnologien" »

Elektrisches Potential

Das elektrische Potential stellt die potentielle Energie einer positiven Einheitsladung in einem elektrischen Feld dar. Die elektrische Potentialdifferenz zwischen den Punkten A und B entspricht der Arbeit, die das elektrische Feld verrichtet, um die positive Einheitsladung von A nach B zu bewegen (Va-Vb = Integral von E · dr). Das elektrische Potential an einem Punkt im Raum ist die Arbeit, die das elektrische Feld verrichtet, um die positive Ladung von diesem Punkt zur Unendlichkeit zu bewegen. Die SI-Einheit ist Volt.

Wenn eine positive Ladung q von A nach B bewegt wird, ist die Arbeit, die durch das elektrische Feld verrichtet wird: W = q (Va-Vb). Die elektrische potentielle Energie einer Ladung an einem Punkt im Raum... Weiterlesen "Elektrisches Potential und Feldlinien: Eine Einführung" »

Aggregatzustände der Materie

• In Flüssigkeiten wie in Gasen gibt es keine innere Ordnung.
• Der Wechsel von der flüssigen in die Gasphase beinhaltet eine Reduktion der Entropie.
• Für ein Gasgemisch gilt: PA = P°BxH
• Das Avogadro-Gesetz besagt, dass V1N2 = V2N1

Innere Energie und Enthalpie

• Die Änderung der inneren Energie in einem Prozess bei konstantem Druck ist gleich der Reaktionswärme.
• Die Änderung der Enthalpie in einem Prozess bei konstantem Druck ist gleich der Reaktionswärme bei konstantem Volumen plus PΔV.
• Die Wärme, die in einem Prozess bei konstantem Volumen eingebracht wird, ist wegunabhängig.
• Im Allgemeinen verhält sich die Wärme, die bei einem isothermen Prozess eingebracht wird, wie eine Zustandsfunktion.

Freie Energie und Entropie

• Der