Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Physik

Rutherford-Experiment und Atommodell

Rutherford richtete einen Strahl positiver Alpha-Teilchen (Heliumkerne) auf eine sehr dünne Goldfolie, um deren Verhalten zu analysieren.

Beobachtungen des Rutherford-Experiments

1. Die meisten Teilchen durchdrangen die Folie ungehindert (ohne Ablenkung).
2. Einige Alpha-Teilchen wurden leicht abgelenkt.
3. Sehr wenige Partikel prallten von der Goldfolie ab, ohne sie zu durchdringen.

Schlussfolgerung (Rutherford-Modell)

Das Atom besteht größtenteils aus leerem Raum. Es besitzt einen positiv geladenen Kern, um den sich Elektronen in Umlaufbahnen bewegen.

Einschränkungen des Rutherford-Modells

Nach der klassischen Physik müssten kreisförmig beschleunigte Elektronen Energie in Form von Strahlung abgeben. Dies würde dazu... Weiterlesen "Atommodelle: Von Rutherford über Bohr zur Quantenmechanik" »

Definition von Schwingung und Welle

Dehnung und Amplitude

Der Abstand zu jedem Zeitpunkt zwischen der Position des Teilchens und der Ruhelage wird als Dehnung (y) bezeichnet. Sie wird im SI-System in Metern (m) gemessen.

Die maximale Dehnung wird als Amplitude (A) der Welle bezeichnet. Dies ist eine bedeutende Größe, da Wellen mit größerer Amplitude in der Regel mehr Energie mit sich führen.

Wellenlänge (λ)

Die Wellenlänge... Weiterlesen "Grundlagen der Wellenlehre: Schwingung, Amplitude und Frequenz" »

Dispersion des Lichts

Dispersion ist die Aufspaltung von einfallendem Licht in seine elementaren Bestandteile, die durch ihre unterschiedlichen Wellenlängen charakterisiert sind. Das einzige Medium, das absolut nicht-dispersiv ist, ist das Vakuum. Der einfachste Weg, die Dispersion von Licht zu erzeugen, ist die Verwendung eines Prismas. Fällt ein Strahl weißen Lichts, wie Sonnenlicht, auf ein Prisma, wird der Strahl abgelenkt und erfährt eine Dispersion. Das einfallende Licht wird in seine elementaren Farben aufgespalten, da sich diese im Prisma nicht mit der gleichen Geschwindigkeit ausbreiten und das Prisma daher unter verschiedenen Brechungswinkeln verlassen. Das weiße Sonnenlicht zerlegt sich in die Farben des Regenbogens, geordnet... Weiterlesen "Grundlagen der geometrischen Optik" »

Energie: Grundbegriffe und Umwandlung

Wir verwenden häufig das Wort Energie. Im späten neunzehnten Jahrhundert bestätigte die Wissenschaft dieses Konzept und gab ihm eine genauere Bedeutung. Viele Eigenschaften der Materie können verwendet werden, um verschiedene Arten von Energie zu beschreiben; einige verwandeln sich ineinander, andere können an bestimmten Stellen definiert werden.

Kinetische und potentielle Energie

Wenn ein Objekt in Bewegung ist, kann es mit einem anderen kollidieren und Veränderungen hervorrufen. Die kinetische Energie lässt sich mathematisch ausdrücken: E_c = 1/2 m v². Ein Objekt, das sich in einer gewissen Höhe befindet, kann fallen, sich bewegen und eine andere Bewegung erzeugen. Für die potentielle Energie schreiben... Weiterlesen "Energie: Grundbegriffe, Umwandlung und Quellen" »

Schon seit Jahrhunderten vor Christus war bekannt, dass einige Eisenerze wie Magnetit kleine Eisenstücke anziehen. Diese Eigenschaft heißt Magnetismus und deshalb gibt es natürliche Magnete wie Magnetit oder künstliche Magnete, beispielsweise aus magnetisiertem Eisen oder aus anderen ferromagnetischen Metallen wie Mangan, Kobalt etc.

Magnetfeld

Das Magnetfeld ist die Störung, die ein Magnet im umgebenden Raum verursacht. Es manifestiert sich durch Wechselwirkungen mit anderen Magneten oder durch elektrische Ströme und bewegte Ladungen. Grafisch wird die Existenz dieses Feldes durch Feldlinien dargestellt, die stets geschlossen sind; die Tangente in jedem Punkt gibt die Richtung der Feldstärke an.

Magnetspule und Elektromagnet

Eine Magnetspule... Weiterlesen "Magnetismus und Magnetfeld" »

Meereshöhe

Die flache Darstellung an der Fassade eines Gebäudes.

Anthropomorphe

Bedeutet „in menschlicher Form“.

Vault

Geometrische Form im Bauwesen für Bogendächer. Sie wird verwendet, um zwei parallele Wände durch zwei Säulenreihen (oder Spalten) zu überdachen. Auch ein Raum, der als Erweiterung beschrieben wird. Z.B. moderne Gewölbe des Sydney Opera House.

Die Runde

Jede Skulptur, die nicht an eine andere angeschlossen ist. D.h. Frömmigkeit, Michelangelo.

Canon

Norm, die gegründet wurde, um die perfekten Proportionen des menschlichen Körpers in einem Werk zu erreichen. Z.B. Der Vitruvianische Mensch, Leonardo Da Vinci.

Chiaroscuro

Kunsttechnik, die im Cinquecento (sechzehntes Jahrhundert) erschien und mit dem Kontrast von Licht und Dunkelheit... Weiterlesen "Glossar der Kunstbegriffe" »

Grundlagen der Mechanik und Biomechanik

Grundbegriffe der Mechanik

Statik: Der Bereich der Mechanik, der Körper in Ruhe oder im Gleichgewicht infolge der auf sie wirkenden Kräfte untersucht.

Dynamik: Der Bereich der Mechanik, der Körper in Bewegung untersucht.

Kinematik: Die Lehre von den Beziehungen zwischen Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen bei translatorischen oder rotatorischen Bewegungen, ohne die verursachenden Kräfte zu betrachten.

Kinetik: Untersucht Körper in Bewegung und die Kräfte, die diese Bewegungen verursachen.

Kräfte und ihre Eigenschaften

Kraft: Das Schieben oder Ziehen eines Körpers. Eine Kraft muss immer auf einen anderen Körper wirken und wird durch folgende Eigenschaften beschrieben:

• Betrag: Die skalare

Grundlagen der Mechanik

Kraft

Eine Ursache, die den Zustand der Ruhe oder Bewegung eines Körpers beeinflusst oder eine Verformung hervorruft.

Körperreaktion auf Krafteinwirkung

• Hart: Keine Formveränderung bei Krafteinwirkung.
• Elastisch: Kehrt in seine ursprüngliche Form zurück, wenn die Kraft nicht mehr einwirkt.
• Plastisch: Materialien, die nicht in ihre ursprüngliche Form zurückkehren.

Die Verformung eines elastischen Körpers ist direkt proportional zur einwirkenden Kraft: F = k • Δl

Kraft als Vektor

• Intensität oder Betrag: Numerischer Wert der Kraft, ausgedrückt in Newton.
• Richtung: Gegeben durch die Linie, auf der der Vektor liegt.
• Sinn: Erkennbar an der Pfeilspitze des Vektors.
• Angriffspunkt: Lage am Körper, wo die Kraft aufgebracht wird.

Klassifizierung von Optischen Fasern

• Nach dielektrischen Materialien:
  • Silizium-Glasfaser
  • Mehrkomponenten-Glasfasern
  • Plastic Optical Fiber (POF)
• Nach Art der Fortpflanzung (Modus):
  • Single-Mode-Glasfaser (SM)
  • Multimode-Glasfaser (MM)
• Nach Verteilung des Brechungsindex:
  • Glasfaser mit Stufenindex (Step Index, SI)
  • Glasfaser mit Gradientenindex (Graded Index, GI)

Verluste in Optischen Fasern

Absorptionsverluste

Die Absorption tritt auf, wenn Licht, das sich innerhalb der Glasfaser ausbreitet, in Wärme umgewandelt wird. Dieser Verlust entsteht, da ein Teil des Lichts von der Faser absorbiert wird, ähnlich wie ein schwarzer Vorhang Licht absorbiert und in Wärme umwandelt.

Rayleigh-Streuverluste

Die Rayleigh-Streuung tritt auf, wenn Lichtwellen in verschiedene... Weiterlesen "Grundlagen, Verluste und Komponenten Optischer Fasern" »

Magnetfeld

Wir können sagen, dass an einem Punkt in der Nähe einer magnetischen Quelle (ein Strom oder ein magnetisierter Körper) ein Magnetfeld vorhanden ist, wenn eine Kraft auf ein geladenes Teilchen wirkt, das durch diesen Punkt bewegt wird.

Hans Christian Ørsted zeigte, dass magnetische Effekte durch fließende elektrische Ströme hervorgerufen werden. André-Marie Ampère erklärte viele Wechselwirkungen zwischen Strömen, und Michael Faraday sowie Joseph Henry entdeckten die elektromagnetische Induktion: Magnetfelder können elektrische Ströme erzeugen und umgekehrt.

Geschichte der Elektrodynamik

Die Geschichte des Elektromagnetismus reicht weit zurück. Hinweise aus China um 2000 v. Chr. deuten darauf hin, dass frühe magnetische Phänomene... Weiterlesen "Magnetfeld, Erdmagnetfeld und Elektromagnetismus – Grundlagen und Anwendungen" »