Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Physik

Grundlagen Elektromagnetischer Wellen

Elektromagnetische Wellen breiten sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Licht im Vakuum aus, da Licht selbst eine elektromagnetische Welle ist, die sich ohne materielle Unterstützung ausbreitet.

Beispiele für elektromagnetische Wellen sind:

• Radiowellen
• Mikrowellen
• Infrarotstrahlung
• Sichtbares Licht (z.B. bei 500 nm Wellenlänge)
• UV-Strahlung
• Röntgenstrahlung
• Gammastrahlen

Historische Lichttheorien

Newtons Korpuskulartheorie des Lichts

Nach Isaac Newton besteht Licht aus winzigen, separaten Lichtteilchen (Korpuskeln), die von einer Lichtquelle emittiert werden und in verschiedenen Größen unsere Augen erreichen, was die Farbwahrnehmung erklärt.

Geradlinige Ausbreitung & Schatten

Die Theorie basiert auf... Weiterlesen "Physik des Lichts: Wellen, Theorien, Optik & Sehfehler" »

Energie und Veränderung

Energie ermöglicht es Systemen, Veränderungen zu erfahren. Sie ist eine Eigenschaft von Materialien, die es ihnen erlaubt, zu experimentieren und Änderungen vorzunehmen. Die Energie von Systemen kann mit anderen Eigenschaften in Zusammenhang stehen und wird mit Adjektiven wie chemisch, nuklear, thermisch usw. beschrieben. Energieformen lassen sich in zwei Klassen einteilen:

• Kinetische Energie (Bewegungsenergie)
• Potentielle Energie (Lageenergie)

Erhaltung und Entwertung der Energie

In jeder Veränderung bleibt die Gesamtmenge der Energie konstant. Dies ist das Prinzip der Energieerhaltung. Energie wird weder erzeugt noch vernichtet, sondern nur umgewandelt. Daher bleibt die Gesamtenergie des Universums konstant.

Der Abbau

Kraft auf eine bewegte Ladung

Die Größe der Kraft ist proportional zum Wert der Ladung und der Größe der Geschwindigkeit, mit der sie sich bewegt. Die Richtung der Kraft ist abhängig von der Richtung der Geschwindigkeit.

Helikale Bahn

Wenn die geladenen Teilchen eine Geschwindigkeitskomponente parallel zum Magnetfeld und eine senkrecht dazu haben.

Musikalischer Leiter in einem Magnetfeld

Das Magnetfeld wirkt mit jedem der geladenen Teilchen zusammen, deren Bewegung den Strom erzeugt. Die Kraft hängt vom Strom, der Länge des Leiters und dem Winkel des Leiters zum Feld ab.

Magnetisches Moment auf eine Stromschleife

Aufgrund des Moments dreht sich die Schleife, bis der Vektor in die Richtung des Feldes B ausgerichtet ist.

Biot-Savart

Der Wert... Weiterlesen "Magnetismus: Eine Einführung" »

Das menschliche Auge: Aufbau und Funktion

Das menschliche Sehorgan ist ein optisches System, das Bilder von Objekten auf einem „Schirm“, der Netzhaut, erzeugt. Die Bilder entstehen real und invertiert auf der Netzhaut, dem lichtempfindlichen Bereich im Inneren des Auges. Das Auge hat eine annähernd kugelförmige Gestalt mit einem Durchmesser von etwa 25 mm.

Die Hauptteile des Auges

Das Auge wird von außen durch die Lederhaut begrenzt, eine weiße, undurchsichtige und widerstandsfähige Membran. Im vorderen Bereich wölbt sie sich stärker und wird transparent: Dies ist die Hornhaut. Eine zweite Schicht, die Aderhaut, kleidet das Innere des Auges mit Ausnahme der Hornhaut aus. Die Rolle der Aderhaut ist es, einen Teil des Lichts zu absorbieren,... Weiterlesen "Das menschliche Auge: Aufbau, Funktion und Sehfehler" »

Arten der Sonnenstrahlung

• Direkte Strahlung

  Sonnenstrahlung, die von der Sonne ohne Ablenkung durch die Atmosphäre empfangen wird.

• Diffuse Strahlung

  Die von der Sonne empfangene Strahlung, deren Richtung durch Reflexions- und Brechungsvorgänge in der Atmosphäre verändert wurde.

• Gesamtstrahlung

  Die Summe der direkten und diffusen Strahlung, die eine Oberfläche erreicht.

Die Solarkonstante

Die Solarkonstante (S) bezeichnet die Energie pro Zeiteinheit, die außerhalb der Erdatmosphäre auf eine Flächeneinheit senkrecht zur Sonnenrichtung in ihrer mittleren Entfernung empfangen wird. Der aktuell anerkannte Wert beträgt:

S = 1,94 Ly min⁻¹ = 1368 W/m²

Wechselwirkung von Strahlung mit Materie

Ein Körper absorbiert Energie. Die einfallende Strahlung... Weiterlesen "Physik der Sonnenstrahlung: Konzepte, Gesetze und atmosphärische Effekte" »

Arten von Wellen

Wellen können nach verschiedenen Kriterien klassifiziert werden:

A) Nach Art der Energieausbreitung

Mechanische Wellen

Mechanische Wellen entstehen, wenn mechanische Energie, die durch einen harmonischen Oszillator erzeugt wird, sich in einem materiellen Medium ausbreitet.

Zur Erzeugung mechanischer Wellen sind erforderlich:

• Eine Quelle, die mechanische Energie erzeugt.
• Ein materielles Medium, das gestört werden kann.

Elektromagnetische Wellen

Elektromagnetische Wellen breiten sich als Schwingungen elektromagnetischer Energie aus, die durch beschleunigte elektrische Ladungen entstehen.

B) Nach Richtung der Ausbreitung und Schwingung

Longitudinalwellen

Bei Longitudinalwellen fällt die Richtung der Teilchenschwingung mit der Richtung... Weiterlesen "Wellen und Spektren: Eine umfassende Einführung" »

Interaktion

Interaktion ist eine Aktion, die zwischen zwei oder mehreren Subjekten, Objekten, Akteuren oder Kräften auf der Grundlage von Gegenseitigkeit ausgeübt wird.

Arten der Interaktion

Gravitationswechselwirkung

Gravitationswechselwirkung ist die Kraft der gegenseitigen Anziehung, die zwischen zwei Objekten im Universum aufgrund ihrer Masse auftritt.

Elektromagnetische Wechselwirkungen

Elektromagnetische Wechselwirkung ist die Kraft der gegenseitigen Anziehung oder Abstoßung zwischen zwei Objekten aufgrund ihrer elektrischen Ladung. Diese Eigenschaft wird durch den Überschuss an negativen Ladungen eines Körpers bestimmt.

Elektrostatische Wechselwirkung

Elektrostatische Wechselwirkung beschreibt elektrische Phänomene und Ladungsverteilungen,... Weiterlesen "Wechselwirkungen und elektrische Ladungen: Eine umfassende Einführung" »

Das Geheimnis von Cravenmoore

Die Flucht nach Bahia Azul

Alles, was Raum einnimmt und messbar ist, ist Materie. Ein Materialsystem ist ein Teil der Materie, der isoliert betrachtet wird, um ihn zu untersuchen. Eine Substanz ist eine bestimmte Art von Materie.

Alle Systeme haben allgemeine Eigenschaften: Masse und Volumen.

Spezifische Eigenschaften hängen von der Art der Substanz ab, die das System ausmacht, nicht aber von dessen Größe oder Form: Helligkeit, Farbe, Härte, Temperatur, Dichte.

Masse: Eigenschaft, die die Menge an Materie in einem Material misst.

Volumen: Eigenschaft, die angibt, wie viel Raum ein Material einnimmt.

Dichte: Masse eines Stoffes, die einem gleichen Volumen desselben entspricht.

Flüssigkeiten bestehen aus Teilchen, die... Weiterlesen "Das Geheimnis von Cravenmoore: Schatten, Geheimnisse und ein Spielzeugmacher" »

Elektromagnetische Theorie: Fragen und Antworten

Bewegung geladener Teilchen in elektromagnetischen Feldern

Theorie (elektromagnetisch):

Antworten auf die folgenden Fragen:

a) Ist es möglich, eine elektrische Ladung in einem homogenen Magnetfeld zu bewegen, ohne dass eine Kraft auf sie wirkt?

Ja, wenn die Richtung der Geschwindigkeit parallel zur Richtung des Feldes ist.

b) Ist es möglich, dass sich eine elektrische Ladung in einem Magnetfeld bewegt, ohne dass sich ihre kinetische Energie ändert?

Ja, wenn die Geschwindigkeit senkrecht zum Feld ist.

5) Ein geladenes Teilchen tritt mit einer Geschwindigkeit senkrecht zum Feld in ein homogenes elektrisches Feld ein.

a) Beschreiben Sie den Pfad, dem das Teilchen folgt, und erklären Sie, warum sich die

Elektrofeld:

5) a) Die geladene Teilchen bewegt sich in Richtung und Sinn des elektrischen Feldes. Welches Vorzeichen hat die Teilchenladung?:

Ihre Topologie: Wenn Ec (elektrisches Feld) nach oben zeigt, Ep (potenzielle Energie) nach unten, dann ist Fe (elektrische Kraft) konservativ. AEM = 0. Wenn die Geschwindigkeit zunimmt, ist die Ladung negativ, positiv, wenn die Geschwindigkeit abnimmt. Für den Eintritt in das elektrische Feld: Ec (nach oben), Ep (nach unten).

b) Welche Arbeit wird von der Teilchenladung q verrichtet?:

Keine magnetische Arbeit. Ein magnetisches Feld erzeugt eine magnetische Kraft, die immer senkrecht zum Weg ist. Die Teilchenladung q befindet sich im Feld.

6. a) Eine negativ geladene Teilchen bewegt sich von Punkt V_A nach