Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Übungen für Physik für Gymnasiale Oberstufe

Besondere Punkte im Dreieck

Winkelhalbierende und Inkreismittelpunkt

Die Winkelhalbierenden eines Dreiecks sind die Linien, die den jeweiligen Innenwinkel in zwei gleiche Teile teilen.

• Die drei Winkelhalbierenden schneiden sich in einem Punkt, dem Inkreismittelpunkt (Incenter).
• Dieser Punkt ist von allen drei Seiten des Dreiecks gleich weit entfernt und bildet den Mittelpunkt des einbeschriebenen Kreises (Inkreis).

Mittelsenkrechten und Umkreismittelpunkt

Die Mittelsenkrechten sind Linien, die senkrecht auf den Seiten des Dreiecks in deren Mittelpunkt stehen.

• Die drei Mittelsenkrechten schneiden sich in einem Punkt, dem Umkreismittelpunkt (Circumcenter).
• Dieser Punkt ist von den drei Ecken des Dreiecks gleich weit entfernt und bildet den Mittelpunkt

Die Unendlichkeit des Universums

Die Sonne ist ein Stern in der Milchstraße. Unsere Galaxie ist nur eine unter Milliarden, die das Universum ausmachen.

Die Entdeckung der Tiefenzeit

Vor der Entdeckung der sogenannten Tiefenzeit glaubte man, dass die Erde erst etwa 6000 Jahre alt sei.

Biologische Evolution

Früher wurde angenommen, dass jede Art genau so geschaffen wurde, wie wir sie heute kennen. Darwins Werk „Die Entstehung der Arten“ zeigte jedoch, dass sich Arten im Laufe der Zeit verändern.

Struktur des Sonnensystems

Ein Planet ist ein Himmelskörper, der einen Stern umkreist, eine ausreichende Masse für eine annähernd kugelförmige Gestalt besitzt und seine Umlaufbahn von anderen Objekten bereinigt hat. Ein Himmelskörper muss genug Masse...

Was ist das Universum?

Das Universum ist die Gesamtheit von Raum und Zeit, aller Formen von Materie, Energie und Impuls sowie der physikalischen Gesetze und Naturkonstanten, die sie bestimmen. Der Begriff Universum kann jedoch auch kontextabhängig in leicht abweichender Bedeutung verwendet werden und bezieht sich dann auf Konzepte wie den Kosmos, die Welt oder die Natur.

Alter und Größe des Universums

Astronomische Beobachtungen zeigen, dass das Universum ein Alter von 13,73 ± 0,12 Milliarden Jahren hat¹ und einen Durchmesser von mindestens 93 Milliarden Lichtjahren aufweist.

Der Urknall

Das Ereignis, das als Beginn des Universums angenommen wird, ist der sogenannte Urknall (engl. Big Bang). In diesem Moment war alle Materie und Energie des...

Thermosphäre und Ionosphäre

Sie reicht von 80 bis 600 km Höhe und grenzt mit der Thermopause an die Exosphäre. Sie wird so genannt, weil die meisten der vorhandenen Moleküle durch die Absorption hochenergetischer Sonnenstrahlung (Gammastrahlen, Röntgenstrahlen und Ultraviolettstrahlung) ionisiert werden. Dies führt zum Verlust von Elektronen bei Stickstoff und Sauerstoff (positiv geladene Ionen). Die freigesetzten Elektronen erzeugen elektrische Felder in dieser Schicht und setzen Wärme frei (Filterfunktion).

• In der Ionosphäre sammeln sich positive Ladungen an, während an der Erdoberfläche negative Ladungen entstehen.
• Stürme bilden sich innerhalb eines Magnetfeldes, das dadurch aufgeladen wird.

Das Zusammenspiel von subatomaren Teilchen...

Geografische Koordinaten

Geografische Koordinaten bestimmen alle Positionen auf der Erdoberfläche mithilfe der beiden Winkelkoordinaten eines sphärischen Koordinatensystems, das an der Drehachse der Erde ausgerichtet ist. Sie definieren zwei Winkel, die vom Zentrum der Erde aus gemessen werden:

• Die Breite misst den Winkel zwischen einem beliebigen Punkt und dem Äquator. Breitengrade werden als Parallelen bezeichnet und sind Kreise parallel zur Erdoberfläche.
• Die Länge misst den Winkel entlang des Äquators von einem beliebigen Punkt auf der Erde aus. Es wird angenommen, dass der Längengrad von Greenwich in London in den meisten modernen Gesellschaften 0° beträgt. Die Längengrade sind Großkreise, die durch die Pole verlaufen und werden

Chemische Zusammensetzung von Sternen

Sterne bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff (H) und Helium (He). Ihre chemische Zusammensetzung lässt sich durch die Beobachtung ihres Absorptionsspektrums bestimmen. Ähnlich dem Sonnenlicht zeigen sich im Spektrum dunkle Linien, die durch die Absorption von Licht bei bestimmten Wellenlängen durch Elemente wie Helium und Wasserstoff entstehen.

Dunkle Materie

Was ist Dunkle Materie?

Etwa 90 % der Materie im Universum besteht aus sogenannter Dunkler Materie. Sie wird als 'dunkel' bezeichnet, weil sie keine Strahlung aussendet, aber eine Anziehungskraft auf Gas und Staub im Universum ausübt.

Warum wissen wir, dass Dunkle Materie existiert?

Die Existenz Dunkler Materie wird durch Beobachtungen von kollidierenden...

Kinematik: Die Lehre von der Bewegung

Die Kinematik ist ein Teilgebiet der Physik, das die Bewegung von Objekten untersucht, unabhängig von den Kräften, die diese Bewegung verursachen. Für die Beschreibung einer Bewegung ist immer ein Referenzsystem erforderlich.

Grundlagen der Bewegung: Geschwindigkeit und Beschleunigung

Geschwindigkeit

Durchschnittsgeschwindigkeit (Vektor)

Die Durchschnittsgeschwindigkeit ist ein Vektor, der als Quotient aus dem Verschiebungsvektor und dem betrachteten Zeitintervall definiert wird. Sie wird in Metern pro Sekunde (m/s) gemessen und hat die Richtung der Verschiebung.

Momentangeschwindigkeit (Vektor)

Die Momentangeschwindigkeit ist der Grenzwert der Durchschnittsgeschwindigkeit, wenn das Zeitintervall gegen null...

Wärmestrahlung und das Plancksche Strahlungsgesetz

Als Wärmestrahlung wird die elektromagnetische Strahlung bezeichnet, die ein Körper aufgrund seiner Temperatur aussendet. Zur Untersuchung dieses Phänomens dient das physikalische Modell des schwarzen Körpers. Dieser ist ein ideales System, das in der Lage ist, die gesamte auf ihn treffende Energie in Form von elektromagnetischen Wellen zu absorbieren; er ist somit auch ein idealer Strahler.

Die Strahlung bildet ein kontinuierliches Spektrum, da elektromagnetische Wellen auf allen Frequenzen emittiert werden. Ein weiteres Merkmal der emittierten Energie ist die Existenz einer Frequenz, bei der die Emissionsintensität maximal ist. Die Position dieses Maximums im Spektrum hängt von der Temperatur...

Materialeigenschaften

• Mechanisch: Dichte, Härte, Zähigkeit, Duktilität und Sprödigkeit.
• Thermisch: Schmelztemperatur, Wärmeleitfähigkeit und Wärmeausdehnung.
• Elektromagnetisch: Elektrische Leitfähigkeit.
• Chemisch: Korrosionsbeständigkeit.
• Akustisch: Schallleitfähigkeit.
• Optisch: Farbe, Transparenz, Reflexion und Brechungsindex.

Klassifizierung und Verbundwerkstoffe

Die vier Ebenen der Materialkomplexität sind: Chemische Elemente, chemische Verbindungen, Materialmischungen (Legierungen) und Verbundwerkstoffe. Verbundwerkstoffe bestehen aus zwei oder mehr Materialien mit unterschiedlichen chemischen oder physikalischen Eigenschaften, die zusammen eine Substanz mit neuen, spezifischen Eigenschaften bilden. Beispiele: Sperrholz oder Polyamid....

Gesetz der Gravitation

Jedes Objekt im Universum, das Masse besitzt, übt eine Anziehungskraft auf andere Objekte mit Masse aus, unabhängig von der Distanz zwischen ihnen. Nach diesem Gesetz gilt: Je massereicher die Objekte sind, desto größer ist die Anziehungskraft, und je näher sie beisammen sind, desto größer ist die Kraft, nach einem Gesetz der umgekehrten Proportionalität zum Quadrat des Abstands.

Betrachtet man zwei Massen, deren Größe klein ist im Vergleich zum Abstand, der sie voneinander trennt, können wir dies in einer Gleichung oder einem Gesetz zusammenfassen: Die Kraft, die ein bestimmtes Objekt mit der Masse m1 auf ein Objekt mit der Masse m2 ausübt, ist direkt proportional zum Produkt der Massen und umgekehrt proportional...