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

Absorption und Emission

a) Nein, die Lampe emittiert das gesamte sichtbare Spektrum, in der Na-Flamme werden aber nur Photonen einer ganz bestimmten Energie absorbiert. Fast alle Photonen durchdringen die Flamme.

b) Ja, denn die Na-Dampflampe sendet nur solche Photonen aus, die von den Na-Atomen in der Flamme gut absorbiert werden können. Deshalb bildet sich ein Schatten.

c) Nein, denn in der Flamme befinden sich praktisch keine Na-Atome, die die Photonen absorbieren könnten. Die gelbe Färbung der Flamme kommt durch die Anregung anderer Atome zustande, deren Gelb einem etwas anderen Energiebereich zuzuordnen ist.

Flammenfärbung

Es werden verschiedene Salzatome in die Flamme gehalten. Jedes Salzatom benötigt eine andere, ganz bestimmte Energie,... Weiterlesen "Analyse von Spektren und der Franck-Hertz-Versuch" »

Physikalische Grundlagen: Teil 1

Masse, Volumen und Dichte

Masse: P mal V

Volumen: m / P

Dichte: m / V

Dichte bestimmen: mit Zylinder, mit Wasser

Vorgehensweise bei Textaufgaben

Textaufgaben:

• Gegeben
• Gesucht
• Formel
• Einsetzen
• Rechnen
• Antwortsatz

Bewegungslehre

Die Geschwindigkeit gibt an, wie schnell sich ein Körper bewegt.

Gleichförmige und ungleichförmige Bewegungen

Die Bewegung eines Körpers wird durch die Angabe von Richtung und Geschwindigkeit beschrieben.

Bewegungen im Zeit-Weg-Diagramm

1. Achsen zeichnen
2. Achsenabstand optimal wählen
3. Messwerte eintragen
4. Messkurven einzeichnen

Wirkungen des elektrischen Stroms

• Wärmewirkung: Ein Blitz trifft einen Baum und dieser geht in Flammen auf.
• Lichtwirkung: Die Batterie sorgt dafür, dass dieser Apparat funktioniert.
• Chemische

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" »

Die Natur des Lichts

Die Natur des Lichts hat die Menschheit schon immer fasziniert. Wissenschaftler, Philosophen und Denker haben versucht, einfache Fragen zu beantworten, wie zum Beispiel: „Was ist Licht?“ Die Wissenschaft, insbesondere die Physik, hat darauf keine einfachen Antworten. Eine Antwort besteht darin, dass Licht aus Photonen besteht, doch was genau ein Photon ist, entzieht sich unserer gewöhnlichen Erfahrung. Es ist weder ein Objekt wie ein Ball noch eine klassische Welle, obwohl es Eigenschaften beider aufweist.

I. Die Theorie der visuellen Strahlen

Die alten Griechen entwickelten die ersten brauchbaren Ideen zum Licht. Pythagoras postulierte die Hypothese der „visuellen Strahlen“: Das Auge sende unendlich dünne Strahlen... Weiterlesen "Die Natur des Lichts: Von der Antike bis zum Photon" »