Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Probleme für Physik

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" »

- Darwinismus: Der Kampf ums Überleben, weil es mehr Ressourcen als Lebewesen gibt, die sich in einem Prozess der natürlichen Auslese befinden. Die Stärksten überleben, diejenigen mit besseren Eigenschaften passen sich besser an die Umgebung an, während die weniger gut Angepassten zugrunde gehen. Der am besten geeignete Organismus überträgt seine Eigenschaften an seine Nachkommen. Ursprung des Kosmos: Der Big Bang: war eine initiale Explosion an allen Punkten eines Körpers, die das Universum erweiterte. Die Explosion trat nicht an einem bestimmten Ort auf; es war ein amorphes Material, das sich bei Tausenden von Grad simultan in alle Richtungen ausdehnte. Der einheitliche Raum ist voll von Licht und Materie, die sich vorwärts bewegten,

Meilensteine der Astronomie und Kosmologie

Anaxagoras

Anaxagoras lehrte: „Die Sonne ist eine glühende Metallkugel.“ Er erläuterte zudem die Finsternisse und die Phasen des Mondes.

Thales von Milet

Thales von Milet war in der Lage, eine Sonnenfinsternis vorherzusagen.

Aristoteles

Aristoteles vertrat die Ansicht: „Die Erde ist der Mittelpunkt einer Kugel, in der die Fixsterne verankert sind.“ Die Erde ist fest und unbeweglich. Die Sonne, der Mond und fünf von der Erde aus sichtbare Planeten bewegen sich in kreisförmigen Bahnen in ihren eigenen Sphären. Jede Kugel ist in einer anderen verschachtelt, und alle befinden sich innerhalb der Himmelskugel.

Claudius Ptolemäus

„Der Himmel hat eine kugelförmige Gestalt und führt eine Rotationsbewegung... Weiterlesen "Geschichte der Astronomie: Von Anaxagoras bis zum Urknall" »

Warum basiert Leben auf Kohlenstoff statt Silizium?

Obwohl Silizium (Si) ebenfalls vier Elektronen in der äußeren Schale besitzt und in der Erdkruste in weitaus größerem Maße vorkommt als Kohlenstoff (C), basiert das Leben auf Kohlenstoff. Dies liegt daran, dass C-C-, C=O- und C-N-Bindungen stabil genug sind, um Ketten und Ringe zu bilden, aber dennoch flexibel genug, um für andere Moleküle Platz zu machen, damit Lebewesen die in ihren Bindungen enthaltene Energie nutzen können. Im Gegensatz dazu sind Si-Si-Ketten instabil, während Si-O-Si-O-Verbindungen so stabil sind, dass sie nahezu unveränderlich bleiben.

Biologische Forschungsansätze

• Deskriptive Biologie: Basiert auf der einfachen Beobachtung der Funktion und Struktur von Lebewesen.