Notes, abstracts, papers, exams and problems of Physik

Wellenbewegung

Eine Welle ist die Übertragung einer Störung von einem Punkt zum anderen ohne den Transport von Materie.

Klassifizierung von Wellen

Nach Ausbreitungsrichtung

Eindimensionale Wellen

Breiten sich in einer Richtung aus.

Zweidimensionale Wellen

Breiten sich in zwei Richtungen aus.

Dreidimensionale Wellen

Breiten sich in drei Richtungen aus.

Nach Medium

Materiewellen

Benötigen ein materielles Medium zur Ausbreitung. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit hängt von den Eigenschaften des Mediums ab.

Elektromagnetische Wellen

Benötigen kein Medium und können sich im Vakuum ausbreiten, wie z.B. sichtbares Licht.

Nach Richtung der Störung

Transversalwellen

Die Ausbreitungsrichtung ist senkrecht zur Störung.

Longitudinalwellen

Die Ausbreitungsrichtung fällt... Continue reading "Wellenbewegung: Arten, Eigenschaften und Prinzipien" »

1. Das elektromagnetische Spektrum

Was ist das elektromagnetische Spektrum?

Das elektromagnetische Spektrum umfasst alle Arten elektromagnetischer Strahlung: Radiowellen, Mikrowellen, Infrarot, sichtbares Licht, UV-Strahlung, Röntgenstrahlung und Gammastrahlung.

2. Die Astronomische Einheit

Wie groß ist die Astronomische Einheit?

Die Astronomische Einheit (AE) ist die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne und beträgt 1,49 × 10¹¹ m.

3. Galaxien

Was ist eine Galaxie?

Eine Galaxie ist ein riesiges System aus Sternen, Gaswolken, Planeten, Staub, möglicherweise dunkler Materie und dunkler Energie, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden. Galaxien enthalten auch Unterstrukturen wie Nebel, Sternhaufen und Mehrfachsternsysteme.... Continue reading "Das Sonnensystem und darüber hinaus: Eine Erkundung des Universums" »

Filmbearbeitung

In der traditionellen Filmproduktion kann die Filmentwicklung in folgende Phasen zusammengefasst werden:

A) Offenbarungen und Visionen

Der Film, der bereits gedreht ist, wird beschriftet und klassifiziert, um ihn an das Labor zu schicken. In ihren verschlossenen Dosen wird er nach jedem Drehtag geöffnet und positiv entwickelt, sodass man das demontierte Etalon-Material beobachten kann. Dies wird als Copion oder Copion täglich bezeichnet. Heutzutage wird oft Telecine (elektronisches Scannen) und dann das Abspielen einer Videokopie verwendet, da die Montage in der Regel in einem Computer-Editing-System durchgeführt wird.

B) Positiv

Sobald die Rolle (oder Rollen) des Films fertig gedreht, entwickelt und auf ihre Gültigkeit überprüft... Continue reading "Filmproduktion: Bearbeitung, Typen und digitale Prozesse" »

Geometrie: Wissenschaft, die die Beziehungen und Eigenschaften geometrischer Elemente (die wichtigsten sind: Punkt, Linie und Fläche) in der Ebene und im Raum untersucht.

Ebene Geometrie

Ein Teil der Geometrie, der die Beziehungen und Eigenschaften geometrischer Elemente in der Ebene untersucht.

Darstellende Geometrie

Ein Teil der Geometrie, der die Darstellung von Systemen studiert.

Darstellungssysteme

Eine Reihe von Elementen, die verwendet werden, um die Position von Raumfiguren in der Ebene darzustellen und umgekehrt.

Grundlegende Elemente

• Punkt: Die Kreuzung von zwei Linien.
• Linie: Der Schnittpunkt von zwei Ebenen.
• Ebene: Ein geometrisches Element, das definiert wird durch:
  1. Drei Punkte.
  2. Zwei Linien, die parallel sind oder sich schneiden.
  3. Eine Linie

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... Continue reading "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... Continue reading "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:

Entdeckung subatomarer Teilchen

Im Jahre 1808 formulierte der englische Chemiker J. Dalton (1766-1844) seine berühmte Atomtheorie. Sie brach mit den traditionellen Vorstellungen und postulierte, dass Materie aus Atomen besteht. Das Konzept der Atome als unteilbare Teilchen der Materie hatte fast ein Jahrhundert Bestand.

Die zufällige Entdeckung der natürlichen Radioaktivität im Jahre 1896 durch den französischen Physiker Henri A. Becquerel (1852-1908) führte zur Kenntnis dreier Strahlungsarten: Alpha-Strahlen (positiv geladen), Beta-Strahlen (negativ geladene Teilchen) und einer dritten, ungeladenen und durchdringenden Art, den Gamma-Strahlen. Dies offenbarte, dass Atome doch nicht die unteilbaren Teilchen waren, für die man sie gehalten... Continue reading "Die Struktur des Atoms: Bausteine und Modelle" »

Das Doppelspaltexperiment von Young

Die Erfahrung von Young: Wenn kohärentes Licht durch zwei Spalte fällt, die einen gewissen Abstand voneinander haben, und auf einen Schirm projiziert wird, erhält man abwechselnd helle und dunkle Zonen. Da der Wegunterschied von jedem Spalt unterschiedlich ist, interferieren die Wellen konstruktiv oder destruktiv, was zu hellen und dunklen Bereichen führt.

Elemente eines zentrierten optischen Systems

Die Elemente eines zentrierten optischen Systems sind:

• Hauptachse: Dies ist die Linie, auf der das System sphärische Symmetrie aufweist. Sie verläuft durch das optische Zentrum und die Krümmungsmittelpunkte.
• Optisches Zentrum: Dies ist der Schnittpunkt des Spiegels, der Dioptrie oder der dünnen Linse mit der

Magnetfeld

Ein Magnetfeld ist die Störung des Raumes, die durch einen Magneten erzeugt wird und sich auf eine Fläche bewegter Ladungen auswirkt. Es zeigt sich durch die Wechselwirkungen mit anderen Magneten oder elektrischen Strömen in diesem Bereich. Grafisch wird die Existenz dieses Feldes durch Kraftlinien dargestellt, die immer geschlossen sind und an jedem Punkt tangential zur Feldstärke verlaufen. Ein Magnet ist ein Satz von Spulen, meist kreisförmig, alle parallel und mit einem sehr kleinen Radius im Vergleich zu seiner Länge. Wenn wir in das Innere des Magneten einen Eisenkern einführen, nennen wir das Gerät Elektromagnet oder Spule.

Zirkulation des Magnetfeldes

Die Zirkulation des Magnetfeldes entlang einer geschlossenen Linie... Continue reading "Magnetfelder und ihre Eigenschaften" »