Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Übungen für Physik für Berufliche Bildung

Das Sichtbare Spektrum: Definition und Grenzen

Das sichtbare Spektrum nennt man die Region des elektromagnetischen Spektrums, die das menschliche Auge wahrnehmen kann. Elektromagnetische Strahlung in diesem Wellenlängenbereich wird als sichtbares Licht oder einfach nur Licht bezeichnet.

Es gibt keine exakten Grenzen des sichtbaren Spektrums. Ein typisches menschliches Auge reagiert auf Wellenlängen von 400 bis 700 nm, obwohl manche Menschen Wellenlängen von 380 bis 780 nm wahrnehmen können.

Mathematische Darstellung: Das CIE-Normfarbtafel

Die Farben des sichtbaren Spektrums und ihre unendlichen Mischmöglichkeiten können mathematisch dargestellt werden. Im CIE-Dreieck (oder CIE-Normfarbtafel) sind alle Farben auf drei Farbkoordinaten (x, y,...

Techniken im Qualitätsmanagement: Der PDCA-Zyklus

Das Deming-Rad (PDCA-Zyklus) veranschaulicht die systematische Problemlösung und beruht auf dem Prinzip der kontinuierlichen Verbesserung (KVP):

• Plan: Planen und Vorbereiten
• Do: Umsetzen und Ausführen
• Check: Überprüfen und Verifizieren
• Act: Anpassen, Standardisieren und Handeln

Die 7 Qualitätswerkzeuge (Q7)

Die Q7-Techniken dienen der datenbasierten Problemlösung mit Fokus auf Korrekturmaßnahmen:

• Datensammelblatt (Datenerfassung): Dient dazu, Daten in strukturierter und dokumentierter Form zu sammeln. Die erfassten Daten werden in der Regel für die spätere Weiterentwicklung und Auswertung in anderen Werkzeugen genutzt.
• Flussdiagramme (Ablaufdiagramme): Grafische Darstellung der Sequenz und

Auftriebskraft und ihr Zentrum

Der Mittelpunkt des Auftriebs ist der Schwerpunkt des Volumens an Wasser, das von einem schwimmenden Körper verdrängt wird. Er wird auch als Zentrum des Schubs bezeichnet, da an diesem Punkt die Auftriebskraft wirkt, die für die Stabilität des Schiffes entscheidend ist. Er wird mit dem Buchstaben C oder in einigen Publikationen mit dem Buchstaben B (für englisch 'buoyancy') gekennzeichnet.

Da ein Schiff in Bewegung Wellen ausgesetzt ist, variiert die Position des Mittelpunkts des Auftriebs in Abhängigkeit von der Rumpfform und dem untergetauchten Volumen.

Die Kurve, die der Mittelpunkt des Auftriebs in der Transversalebene für verschiedene Krängungswinkel beschreibt, wird Auftriebsmittelpunktskurve genannt,...

Vakuum-Elektronik: Balg- und Membranwandler

Diese Wandler arbeiten mit einem Differenzdruck zwischen Atmosphärendruck und dem Prozessdruck. Sie können bezüglich des atmosphärischen Drucks abgeglichen und in absoluten Einheiten kalibriert werden. Sie eignen sich jedoch nicht zur Messung von Hochvakuum. Die Wandler können elektrisch als Dehnungsmessstreifen (DMS) oder kapazitiv gekoppelt werden.

Wärme-Wandler

Wärme-Wandler basieren auf dem Prinzip der Proportionalität zwischen der Energie, die von der heißen Oberfläche eines Fadens durch Wärmeleitung an das umgebende Gas abgegeben wird, und dem Druck des Gases, insbesondere bei niedrigem Absolutdruck.

Pirani-Wandler

Ein Pirani-Wandler verwendet eine Wheatstone-Brückenschaltung, die den...

Grundlagen der Kristallographie

Körperstrukturen

Kristalline Körper

Atome und Moleküle sind in einer geordneten Struktur angeordnet und gehorchen physikalischen Gesetzen.

Amorphe Körper

Atome und Moleküle sind in einer ungeordneten Struktur angeordnet und gehorchen keinem spezifischen Gesetz.

Definitionen

Kristallographie

Die wissenschaftliche Untersuchung von Kristallen als geometrische Polyeder.

Glas

Glas ist ein amorpher Feststoff ohne regelmäßige innere Ordnung. Es geht vom festen in den flüssigen Zustand über, wenn bestimmte Temperatur- (T) und Druckbedingungen (P) über eine gewisse Zeitspanne erreicht werden.

Kristallformen und -größen

Euedral

Kristalle mit vollständig definierten Kanten und Flächen.

Subedral

Kristalle mit teilweise definierten...

Merkmale der Technischen Zeichnung

Grundlegende Eigenschaften

• Grafisch: Sie ersetzt Worte durch Linien, Symbole und Figuren.
• Universell: Sie kann weltweit unabhängig von der Sprache verstanden werden.
• Präzise: Alle Zeichnungen, die zu einem bestimmten Projekt gehören (z. B. einem Flugzeug), müssen exakt übereinstimmen, um bei der Montage zu passen.

Räumliche Darstellung und Projektionssysteme

Die Darstellung erfolgt zweidimensional (Länge x Breite) oder dreidimensional (Länge x Breite x Höhe). Man unterscheidet zwischen zylindrischen (parallelen) und konischen (zentralen) Projektionssystemen.

Definition der Projektion

Eine Projektion entsteht, wenn eine Linie vom Projektionszentrum durch einen Punkt gezogen wird und die Projektionsfläche...

Physikalische Grundlagen: Schall und Licht

Die Schallgeschwindigkeit (Speed of Sound)

Die Schallgeschwindigkeit ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Schallwellen. Dabei handelt es sich um eine Art von longitudinalen mechanischen Wellen, die durch Druckschwankungen des Mediums erzeugt werden. Diese Druckschwankungen werden durch das menschliche Ohr erfasst und führen zur Wahrnehmung des Klangs im Gehirn. Schall kann sich nicht durch ein Vakuum ausbreiten, da dort keine Atome vorhanden sind, durch die er sich bewegen könnte (ca. 330 m/s).

Definition von Schall und Echo

Schall (Sound): Eine Empfindung im Ohr, die durch die Vibration von Körpern erzeugt wird, welche sich durch elastische Medien wie Luft ausbreiten.

Echo: Die Wiederholung eines...

Grundlagen des Magnetismus

Materialien, die von einem Magneten angezogen werden, nennt man ferromagnetische Materialien.

Arten von Magneten

• Natürliche Magnete: Diese (z. B. Magnetit) besitzen magnetische Eigenschaften, sind jedoch meist schwach ausgeprägt.
• Künstliche Magnete:
  • Permanentmagnete: Sie behalten ihre magnetischen Eigenschaften über einen langen Zeitraum bei.
  • Temporäre Magnete: Diese sind nur magnetisch, solange sie der Wirkung eines externen Magnetfeldes ausgesetzt sind.

Das Magnetfeld eines Magneten

Das Magnetfeld ist der Raum, in dem durch den Magneten verursachte magnetische Phänomene bemerkbar sind. Es ist an einigen Stellen intensiver als an anderen und erreicht seine maximale Intensität an den Polen.

Die Linien, die sich von...

Ionisierende Strahlung

Ionisierende Strahlung ist in der Lage, durch Photonen oder andere Partikel Elektronen aus Atomen zu entfernen. Dieser Prozess findet bei physikalischen Prozessen statt, die Energie übertragen und/oder Rechenleistung erbringen. Die folgenden Bedingungen müssen erfüllt sein:

Bedingungen für ionisierende Strahlung

• Substanz: Radioaktive Photonen müssen ausreichend Energie besitzen, um Reaktionen auszulösen.
• Energie: Die Energiemenge muss ausreichend sein, besonders wenn das Volumen klein ist. Wenn die Quelle eine beträchtliche Dicke hat, wird ein Teil der Strahlung absorbiert. Wenn die Quelle die Strahlung nicht absorbiert, ist ein Absorptionsfaktor im Alter zu berücksichtigen.
• Zeitraum: Es darf kein zu kurzer Zeitraum

Wellen: Grundlagen und Eigenschaften

Eine Welle ist die Ausbreitung einer Störung oder Schwingung in einem Medium, die Energie durch den Raum transportiert.

Arten von Wellen

Nach Ausbreitungsdimensionen

• Eindimensionale Wellen: Die Welle breitet sich in eine Richtung aus.
• Zweidimensionale Wellen: Die Welle breitet sich auf einer flachen Oberfläche aus.
• Dreidimensionale Wellen: Die Welle breitet sich in alle drei Raumrichtungen aus.

Nach Art des Mediums

• Mechanische Wellen: Benötigen ein materielles Medium zur Ausbreitung. Beispiel: Schall.
• Elektromagnetische Wellen: Können sich auch im Vakuum ausbreiten. Beispiel: Licht.

Nach Schwingungsrichtung der Teilchen

• Longitudinalwellen: Die Teilchen des Mediums schwingen in der gleichen Richtung wie die Ausbreitung