Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Physik

Innere Energie und Wärme

Die innere Energie eines Körpers ist die Summe der kinetischen und potentiellen Energien seiner Teilchen. Die Temperatur ist ein Maß für die mittlere kinetische Energie der Teilchen. Wärme wird ausgetauscht, wenn sich Körper unterschiedlicher Temperatur im Kontakt befinden oder ihren Zustand ändern. Eine Kalorie (1 cal = 4,18 J) ist die Energiemenge, die benötigt wird, um 1 g Wasser um 1 °C zu erwärmen. Die spezifische Wärme ist die Wärmemenge, die benötigt wird, um 1 g eines Stoffes um 1 K zu erwärmen.

Wellenarten

Longitudinalwellen

Die Teilchen des Mediums schwingen in Richtung der Wellenausbreitung.

Transversalwellen

Die Teilchen des Mediums schwingen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle.

Schallwellen... Weiterlesen "Grundlagen der Thermodynamik, Wellen und Akustik" »

Gase

Gase: Diese Partikel sind sehr klein und bestehen aus Atomen oder Molekülen, die sich ständig und zufällig bewegen.

Eigenschaften:

• Erweitern sich spontan, um den Behälter zu füllen, der sie enthält (das Gasvolumen entspricht dem des Behälters).
• Sind komprimierbar.
• Gase bilden homogene Gemische miteinander, unabhängig von ihrer Identität oder ihren Eigenschaften.
• Die Moleküle von Gasen sind relativ weit voneinander entfernt.
• Sie können mit wiederholten Molekülanordnungen modelliert werden.
• Jedes Teilchen ist vollständig von den anderen getrennt.

Messbare Größen:

• Temperatur
• Druck
• Volumen

Druck

Druck ist eine Eigenschaft, die alle Gase in einem geschlossenen Behälter aufweisen. Er wird als die Kraft (F) definiert, die auf eine Fläche... Weiterlesen "Eigenschaften und Gesetze der Gase" »

Studie: Polarisierung von Mikrowellen

Ziele

Ziele:

• Untersuchung des Phänomens der Polarisierung in einem Licht- bzw. Mikrowellenstrahl.
• Untersuchung, wie ein Polarisator die Polarisation einer Strahlungsquelle verändern kann.

Planung

Elektromagnetische Wellen wie Licht oder Mikrowellen sind Kombinationen von elektrischen und magnetischen Feldern (E und B). Diese Felder stehen quer zueinander und jeweils senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle entspricht der Lichtgeschwindigkeit: c = 3·10⁸ m/s (theoretisch).

Wenn ein unpolarisierter Lichtstrahl auf eine Folie trifft, die nur eine bestimmte Polarisationsrichtung durchlässt, wird das durchgelassene Licht in Richtung der Polarisationsachse... Weiterlesen "Polarisierung von Mikrowellen — Versuch, Messungen und Analyse" »

Mechanismen der Wärmeübertragung

Konvektion

Wärmeaustausch in Flüssigkeiten durch den Transport von Energie mittels interner Flüssigkeitsbewegung, die durch Dichteschwankungen künstlich erzeugt wird (z.B. Kondensation und Verdampfung).

Thermische Strahlung

Thermische Strahlung (z.B. Wärme von der Sonne) ist elektromagnetische Strahlung, die von einer thermisch angeregten Körperoberfläche in einer geraden Linie in alle Richtungen ausgesendet wird. Sie überträgt Energie auf andere Körper, wobei ein Teil absorbiert und ein anderer reflektiert wird. Es ist der einzige Mechanismus, der eine Übertragung im Vakuum ermöglicht.

3. Wärmeübertragung durch Leitung

Leitung durch eine einzelne ebene Wand

Eine einfache, flache Wand aus homogenem... Weiterlesen "Mechanismen und Arten der Wärmeübertragung" »

Durchschnittliche Geschwindigkeit

Die durchschnittliche Geschwindigkeit eines Körpers ist das Verhältnis der zurückgelegten Wegstrecke zur dafür benötigten Zeit.

Durchschnittliche Geschwindigkeit = e / Δt

Vektorielle Durchschnittsgeschwindigkeit

Die vektorielle Durchschnittsgeschwindigkeit oder mittlere Geschwindigkeitsvektor eines Körpers ist das Verhältnis des Verschiebungsvektors zur dafür benötigten Zeit.

v = Δr / Δt

Momentangeschwindigkeit

Die Momentangeschwindigkeit eines Körpers ist die Geschwindigkeit an einem bestimmten Punkt seiner Bahn. Dieser Wert wird auch als Geschwindigkeit oder Momentangeschwindigkeit bezeichnet.

Beschleunigung

Die Beschleunigung ist eine physikalische Größe, die angibt, wie stark sich die Geschwindigkeit... Weiterlesen "Grundlagen der Kinematik: Geschwindigkeit, Beschleunigung & Bewegungstypen" »

Monet – Impression, soleil levant (Analyse)

Soixent. Impression. (ursprünglich: "SO ixent.Impressio.") MONET; Technik: Öl auf Leinwand, 48 x 63 cm.

Linie

Die Linien sind sehr schematisch. Im Bildhintergrund finden sich Andeutungen von Schiffen mit Masten und Schornsteinen der Fabriken, weit entfernt und vom Dunst umgeben. Rauch und Nebel verhindern deutlich die Unterscheidung der Sonne.

Volumen

Er verwendet feine sfumatoartige Übergänge; dennoch bleibt das Feld verschwommen. Durch diese Technik entsteht ein weiches, gestaffeltes Volumen.

Perspektive

Im Hintergrund sind kleine Boote, Werften und Fabriken zu erkennen; näher zum Betrachter sind einige Boote mit Ruderern sichtbar (man erkennt drei Boote mit Ruderern).

Farbe

Die dunklen, farbigen... Weiterlesen "Monet – Impression, soleil levant & Cézanne: Analyse und Techniken" »

Prinzip der Erhaltung der Elektrischen Ladung

Die elektrische Ladung eines abgeschlossenen Systems bleibt konstant. Die Summe der positiven (+) und negativen (-) Ladungen ändert sich nicht.

Coulomb-Gesetz

Die Kraft ($F$) zwischen zwei punktförmigen elektrischen Ladungen $q_1$ und $q_2$ ist direkt proportional zum Produkt der Ladungswerte und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung ($r$) zwischen ihnen.

Das Elektrische Feld und die Feldstärke

An jedem Punkt im Raum wird ein Vektor definiert, der als elektrische Feldstärke ($E$) bezeichnet wird. Die Feldstärke an einem Punkt ist gleich der Kraft, die auf eine positive elektrische Einheitsladung, die an diesem Punkt platziert wird, ausgeübt wird.

Überlagerungsprinzip Elektrischer Felder

Die... Weiterlesen "Grundlagen der Elektrostatik: Ladung, Feld und Potential" »

Lichtbeugung und Wellenlängenbestimmung

Zielsetzung des Experiments

Berechnung der Wellenlänge (λ) verschiedener Lichtquellen mittels Beugung an einem Gitter.

Theoretischer Hintergrund und Planung

Ein Beugungsgitter ist ein optisches Element, das Licht in seine spektralen Bestandteile zerlegen kann. Es gibt zwei Haupttypen von Beugungsgittern: Reflexionsgitter und Transmissionsgitter. Beugungsgitter bestehen aus einer Vielzahl von eng beieinander liegenden, parallelen Linien oder Spalten, die entweder auf einer reflektierenden Metalloberfläche (Reflexionsgitter) oder einer transparenten Glasplatte (Transmissionsgitter) angebracht sind.

Wenn monochromatisches Licht auf ein Beugungsgitter trifft, interferieren die gebeugten Wellen konstruktiv... Weiterlesen "Lichtbeugung und Wellenlängenbestimmung: Ein Laborbericht" »

Grundlagen der Akustik und des Schalls

Schall (Sound): Eine Empfindung, die von einem erfahrenen Ohr wahrgenommen wird, wenn die Schwingungen eines Körpers einen sonoren (bestimmten) Zustand erreichen. Man unterscheidet:

• Bestimmt: Schwingungen im gleichen Zeitraum.
• Unbestimmt: Lärm.

Phänomene der Schallwellen

• Reflexion: Das Zurückwerfen einer Schallwelle beim Auftreffen auf ein Hindernis.
• Brechung: Wenn Schallwellen beim Übergang in Medien mit unterschiedlichen Dichten ihre Richtung ändern (Umleitung).
• Beugung (Diffraktion): Wenn Wellen Hindernisse umgehen, ihren Verlauf fortsetzen und dabei abgeschwächt werden.
• Echo: Das Hören des Klangs, nachdem der direkte Reflex erloschen ist.
• Nachhall: Eine Verlängerung des Schalls. Er entsteht, wenn das

Mechanische Arbeit

Die mechanische Arbeit einer konstanten Kraft ist das Produkt aus der Kraft und der Verschiebung des Angriffspunktes. Sie wird mit W bezeichnet und berechnet sich wie folgt:

W = F * Δr = F * Δr * cos(θ)

Dabei ist:

• W die Arbeit
• F die Kraft
• Δr die Verschiebung
• θ der Winkel zwischen der Kraft und der Verschiebung

1 Joule (J) ist die Arbeit, die von einer Kraft von 1 Newton (N) verrichtet wird, wenn sich der Angriffspunkt um 1 Meter in Richtung der Kraft bewegt. Es gilt:

1 J = 1 N * 1 m

Leistung

Wenn auf einen Körper mehrere Kräfte wirken, die die gleiche Arbeit verrichten, ist diejenige Kraft effektiver, die die Arbeit in kürzerer Zeit verrichtet. Um die Effizienz und Geschwindigkeit zu berücksichtigen, mit der eine Kraft Arbeit... Weiterlesen "Mechanische Arbeit, Leistung und Energie: Ein Überblick" »