Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Physik

Grundlagen der Physik: Materie und Energie

Das Universum besteht aus Materie und Energie. Um zu existieren und zu leben, benötigen wir Materie (als Nahrung und Bausteine) und Energie (um Informationen zu verarbeiten und uns zu bewegen).

• Materie: Alles, was Raum einnimmt, eine Ausdehnung besitzt und Trägheit aufweist.
• Energie: Die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten.
• Universum: Eine Ansammlung von Materie und Energie in ständiger Veränderung und Evolution.

Allgemeine Eigenschaften der Materie

• Interaktion: Zeigt die Existenz von Kräften zwischen zwei Entitäten an und führt zu Veränderungen.
• Ausdehnung: Das Volumen eines Körpers, gemessen in Kubikmetern.
• Trägheit: Ein Maß für die Masse eines Körpers, gemessen in Kilogramm.
• Korpuskulare Struktur:

Photomultiplier: Dunkelstrom & Verstärkung

Der Dunkelstrom ist ein geringer Strom, der in einem Photomultiplier (PMT) fließt, selbst wenn dieser nicht beleuchtet wird. Er sollte stets minimiert werden. Ein geeigneter Arbeitsbereich für Photomultiplier liegt typischerweise zwischen 800 V und 1300 V.

Die Hauptursache für den Dunkelstrom ist die thermische Emission (Glühemission) von der Photokathode und den Dynoden. Weitere Quellen des Dunkelstroms sind:

• Ableitstrom
• Glühphänomene
• Feldemission
• Restgas-Ionisation
• Radioaktive Kontamination

Die Verstärkung (G) eines Photomultipliers, definiert als das Verhältnis der Anzahl der Elektronen am Ausgang des PMT pro einfallendem Photon, wird durch die folgende Beziehung ausgedrückt:

G = K • Va

Diese... Weiterlesen "Optische Messtechnik: Photomultiplier, Up-Konversion & Photolumineszenz" »

1. Das Atom-und Materialeinsatz. Spektroskopie und chemische Analyse. 1860, Kirchhoff und Bunsen entdeckte eine sehr spezielle Technik der spektroskopischen Analyse, die von verschiedenen Stoffen aus durch eine sehr heiße Flamme verdampfen, so die Beobachtung dieser emittieren Licht unterschiedlicher color.El Reihe von Linien nennt man das Emissionsspektrum und jedes Element hat seinen eigenen. Der Grad der Komplexität und Einzigartigkeit der Spektren müssen ein Spiegelbild ihrer Atome. Entladungsröhren und Kathodenstrahlröhren. Der britische Physiker JJ Thomson (1856-1940) angekündigt, im Jahr 1897, dass Kathodenstrahlen Material wurden und dass durch abgewichen elektrische und magnetische Felder in die erwartete Richtung für negativ... Weiterlesen "Entwicklung der Atomtheorie und Grundlagen der Quantenmechanik" »

Optik: Eine kurze Einführung

Die Optik ist der Teil der Physik, der das Licht und seine Eigenschaften untersucht. Seit der Antike gibt es Theorien, die versuchen, das Licht zu erklären. Die alten Atomisten argumentierten, dass das Sehen dadurch zustande kommt, dass Objekte Bilder ausstrahlen, die sie verlassen und in die Seelen der Menschen gelangen, die durch ihre Augen sehen.

Lichtgeschwindigkeit und Brechungsindex

Die Lichtgeschwindigkeit ist eine endliche Größe, die zwar unterschiedliche Werte annimmt, je nach dem Medium, in dem sie sich ausbreitet, aber im Vakuum einen Maximalwert erreicht. Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum wird durch "c" repräsentiert und hat einen ungefähren Wert von 300.000 km/s. In jedem anderen Medium ist die... Weiterlesen "Optik: Licht, Reflexion, Brechung und Streuung" »

Kernphysik: Eine Einführung

Die Kernphysik ist ein Zweig der Physik, der die Eigenschaften und das Verhalten von Atomkernen untersucht.

Die Entwicklung des Atommodells

Demokrit

Demokrit entwickelte die Theorie, dass die Materie aus unteilbaren Teilchen besteht, die er Atome nannte (griechisch: atomos = unteilbar).

John Dalton

John Dalton formulierte 1803 eine neue Theorie über den Aufbau der Materie. Er schlug vor:

• Elemente bestehen aus grundlegenden Einheiten, den Atomen, zu Ehren von Demokrit.
• Verbindungen bestehen aus Molekülen, deren Struktur durch die Vereinigung von Atomen in bestimmten und konstanten Verhältnissen gegeben ist.

Ende des 19. Jahrhunderts wurde festgestellt, dass Atome nicht unteilbar sind, sondern aus mehreren Arten von Elementarteilchen... Weiterlesen "Atommodelle: Von Demokrit bis Schrödinger" »

Grundlegende Konzepte

• Elongation: Abstand zwischen dem Gleichgewichtspunkt und der Position eines Teilchens zu einem bestimmten Zeitpunkt.
• Amplitude: Abstand zwischen dem höchsten Punkt und dem Gleichgewichtspunkt. Entspricht der Elongation. (Höhere Energie, größere Amplitude)
• Periode: Zeit, die ein Teilchen für eine Schwingung benötigt.
• Frequenz: Gibt an, wie oft sich ein Ereignis in einem bestimmten Zeitraum wiederholt. Anzahl der Schwingungen pro Sekunde.
• Wellenlänge: Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Punkten, die sich in der gleichen Schwingungsphase befinden.
• Ausbreitungsgeschwindigkeit: Geschwindigkeit, mit der sich eine Schallwelle ausbreitet. (In Luft ca. 340 m/s)
• Infraschall: Schall mit einer Frequenz unter 20 Hz.
• Ultraschall:

1. Was ist eine optische Faser und wie funktioniert sie?

Eine optische Faser ist eine sehr feine Leitung aus transparentem Material (Glas oder Kunststoff), die Lichtpulse leitet. Sie besteht aus einem Kern, der von einer Beschichtung (Mantel) umgeben ist. Diese Lichtpulse repräsentieren die zu übertragenden Daten.

2. Der Brechungsindex: Definition und Bedeutung

Wenn Licht ein klares, aber dichteres Medium durchquert, bewegt es sich langsamer als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum.

Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (c) kann angenähert werden:

• c ≈ 300.000 km/s (oder 3 x 10⁸ m/s)

Für die neue Geschwindigkeit des Lichts (v) innerhalb des Mediums gilt die Gleichung:

v = Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (c)
Brechungsindex (n)

Jede Faser besteht aus einem... Weiterlesen "Optische Fasern verstehen: Aufbau, Funktion & Verbindung" »

Thermosphäre und Ionosphäre

Sie reicht von 80 bis 600 km Höhe und grenzt mit der Thermopause an die Exosphäre. Sie wird so genannt, weil die meisten der vorhandenen Moleküle durch die Absorption hochenergetischer Sonnenstrahlung (Gammastrahlen, Röntgenstrahlen und Ultraviolettstrahlung) ionisiert werden. Dies führt zum Verlust von Elektronen bei Stickstoff und Sauerstoff (positiv geladene Ionen). Die freigesetzten Elektronen erzeugen elektrische Felder in dieser Schicht und setzen Wärme frei (Filterfunktion).

• In der Ionosphäre sammeln sich positive Ladungen an, während an der Erdoberfläche negative Ladungen entstehen.
• Stürme bilden sich innerhalb eines Magnetfeldes, das dadurch aufgeladen wird.

Das Zusammenspiel von subatomaren Teilchen... Weiterlesen "Die Erdatmosphäre und die Gaia-Hypothese" »

1. Was sind barotrope Modelle?

Barotrope Modelle wurden in den 1940er Jahren in den USA für elektronische Rechenmaschinen entwickelt. Sie sind die einfachsten Modelle und basieren auf der sogenannten "barotropen Annahme". Diese Annahme besagt, dass die Flächen konstanten Drucks (Isobarenflächen) mit den Flächen konstanter Dichte zusammenfallen. Daraus folgt, dass der Druckgradient gleich Null ist und der geostrophische Wind nicht mit der Höhe variiert.

Mit dieser Hypothese wird das System der Vortizität auf eine einzige Differentialgleichung reduziert, die in einer einzigen vertikalen Ebene gelöst wird.

2. Was macht ein baroklines Modell?

Eine Atmosphäre wird als baroklin definiert, wenn die Isobarenflächen und die Flächen konstanten... Weiterlesen "Meteorologische Modelle: Barotrop, Baroklin und Primitive Gleichungen" »

Energie ist die physikalische Größe, für die der Körper die Fähigkeit haben, Stellen Änderungen vornehmen, sich oder anderen .-> ist in Joule gemessen. Die Eigenschaften von Energie sind von grundlegender Bedeutung für unsere Zivilisation Die Energie kann Form sein verwandelt aus, um andere, kann ein anderer zu sein von einem System übertragen und bleibt konstant. Doch in jeder Transformation wird weniger in der Lage, andere Transformationen, dh es abbaut. In der Physik zwingt ein Werk, wenn ihr Angriffspunkt in einer Richtung bewegt nicht senkrecht dazu. Die mechanische Arbeit, W, einer Kraft konstant auf einem Körper Bewegung der, ausgedrückt als Skalarprodukt von Gewalt durch .- Es ist, gemessen in Joule (N • m:). Typen arbeiten... Weiterlesen "Energie, Arbeit, Leistung & Thermodynamik: Physikalische Grundlagen" »