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

Keplers Gesetze der Planetenbewegung

Keplers Gesetze sind empirische Gesetze, die im siebzehnten Jahrhundert formuliert wurden, um die Bewegung der Planeten um die Sonne zu beschreiben. Es gibt drei dieser Gesetze:

1. Keplersches Gesetz: Das Gesetz der Bahnen

Die Planeten beschreiben elliptische Bahnen, wobei die Sonne in einem ihrer Brennpunkte steht. Der Drehimpuls L = r × m ⋅ v ist konstant.

2. Keplersches Gesetz: Der Flächensatz

Der Ortsvektor von der Sonne zu einem Planeten überstreicht in gleichen Zeitintervallen gleiche Flächen. Das bedeutet, dass die Flächengeschwindigkeit konstant ist. Eine Folge davon ist, dass die lineare Geschwindigkeit des Planeten größer ist, je näher er der Sonne kommt. Dieses Gesetz ist gleichbedeutend...

Elektrisches Potential

Das elektrische Potential stellt die potentielle Energie einer positiven Einheitsladung in einem elektrischen Feld dar. Die elektrische Potentialdifferenz zwischen den Punkten A und B entspricht der Arbeit, die das elektrische Feld verrichtet, um die positive Einheitsladung von A nach B zu bewegen (Va-Vb = Integral von E · dr). Das elektrische Potential an einem Punkt im Raum ist die Arbeit, die das elektrische Feld verrichtet, um die positive Ladung von diesem Punkt zur Unendlichkeit zu bewegen. Die SI-Einheit ist Volt.

Wenn eine positive Ladung q von A nach B bewegt wird, ist die Arbeit, die durch das elektrische Feld verrichtet wird: W = q (Va-Vb). Die elektrische potentielle Energie einer Ladung an einem Punkt im Raum...

Ursprung des Universums
Big Bang Theory: Vorschlag von Lamaître (1927) und von Gamor (1948) entwickelt.
Alle Materie, Raum und Energie war zunächst auf um denselben Punkt (kosmische Ei) Folge der Instabilität konzentriert sich die großen Urknall und der Beginn der Expansion des Universums. Als das Universum allmählich Elementarteilchen abgekühlt konnte durch elektromagnetische und nuklearer Streitkräfte verbunden sein, um die zu Atomen zu geben. So ist die Materie, Raum und Zeit. Als er das Universum expandiert und abgekühlt wird, wird das Material in alle Richtungen gestreut packte die sich in allen astronomischen Strukturen.
Die Superstring-Theorie: Die Existenz von mikroskopisch kleinen Einheiten, die vibrieren (Strings), links...

Vierecke

Eine ebene Figur, ein Polygon, geschlossen, bestehend aus 4 Seiten und 4 Winkeln.

Diagonalen

Verbindung von zwei nicht direkt aufeinanderfolgenden Ecken.

Quadrat

Hat 4 gleiche Seiten und Winkel von 90 Grad. Die Diagonalen sind gleich und senkrecht.

Rechteck

Die Seiten sind paarweise gleich lang und parallel. Die Winkel sind 90 Grad. Die Diagonalen sind gleich.

Raute

Hat 4 gleiche Seiten und die Seiten sind paarweise parallel. Die Diagonalen sind nicht gleich, aber senkrecht.

Parallelogramm

Die Seiten sind paarweise gleich und parallel, aber die Winkel sind nicht gleich. Die Diagonalen sind ungleich und nicht senkrecht.

Trapez

Hat zwei gegenüberliegende Seiten parallel. Die anderen zwei Seiten sind nicht parallel. Die parallelen Seiten heißen...

1. Solarenergie und Strahlung

1.1.1. Solare Strahlung

Die solare Strahlung setzt sich zusammen aus: 7% UV-Strahlung, 47% sichtbarem Licht und 40% Infrarotstrahlung.

1.1.2. Die Solarkonstante

Die Solarkonstante ist die Menge solarer Energie pro Zeiteinheit, die auf eine Fläche außerhalb der Erdatmosphäre auftrifft, und zwar in einem Abstand von der Sonne, der der durchschnittlichen Entfernung Sonne-Erde entspricht. Die Konstante variiert leicht, da der Abstand zwischen Sonne und Erde nicht konstant ist.

1.1.3. Der Effekt der Atmosphäre

Aufgrund der atmosphärischen Schicht gelangt nicht die gesamte von der Sonne abgefangene Strahlung bis zur Oberfläche. Der maximale Wert der Bestrahlungsstärke an der Oberfläche beträgt meist 1100 W/m².

1.1.

Thomson-Modell und Entdeckung des Elektrons

Thomson-Modell war die Erklärung der Entdeckung des Elektrons als Teilchen mit sehr geringer Masse und negativer Ladung. Thomson nahm an, dass alle Atome Elektronen enthalten. Da das Atom neutral ist, muss der Rest der Materie positiv geladen sein. Als Protonen entdeckt wurden, haben sie die gleiche Ladungsgröße wie das Elektron, jedoch mit positiver Vorzeichen, und ihre Masse entspricht ungefähr der des Wasserstoffkerns.

Rutherfords Kernmodell

Nuklear- oder Rutherfords Modell: Experimentell stellte Rutherford fest, dass sich fast die gesamte Masse eines Atoms in einem zentralen Bereich konzentriert, den er Kern nannte. Dieser Kern enthält die positiven Ladungen (Protonen), und die Elektronen umkreisen...

Grundlagen der Bewegungsanalyse und Zeitmessung

Datenerfassung und Geschwindigkeitsberechnung

Die Datenerfassung (Mapping) erfolgt, um eine Tabelle von Delta-x und Zeitpunkten t(n) zu erstellen. Die Momentangeschwindigkeit (Vm) wird für jedes Intervall berechnet: Vm = (xf - xi) / (tf - ti). Die Unsicherheit der Geschwindigkeit (V) wird in einer Tabelle V(t) festgehalten. Die grafische Darstellung der Bewegung erfolgt oft über die Steigung: (y2 - y1) / (x2 - x1). Eine halbe Linie des Graphen und die Beschleunigung werden analysiert. Die Unsicherheit der Beschleunigung (Delta a) wird berechnet, wobei alle relevanten Unsicherheiten (z.B. Delta v, Delta t) berücksichtigt werden.

Bestimmung der Erdbeschleunigung (g)

Ziel und Methodik

Das Ziel dieses...

Magnetische Hysterese bei ferromagnetischen Stoffen

Die magnetische Hysterese beschreibt das Phänomen, bei dem die magnetische Induktion (B) der Änderung der magnetischen Feldstärke (H) verzögert folgt. Bei ferromagnetischen Substanzen zeigt sich dieser Effekt in der sogenannten Hysteresekurve.

Merkmale der Magnetisierungskurve

• Punkt OB: Residuale Magnetisierung (Remanenz).
• Punkt OD: Koerzitivkraft (H_c), die aufgewendet werden muss, um den Restmagnetismus zu beseitigen.
• Kurve AB: Bereich, in dem die Induktion bei sinkender Feldstärke langsamer abnimmt.

Selbst wenn die Feldstärke H = 0 erreicht, bleibt eine Restmagnetisierung im Stoff erhalten – eine Eigenschaft, die beispielsweise für das Magnetisieren von Werkzeugen weit verbreitet ist....

Die Form im Laufe der Geschichte

Klassische Zeiträume

• Klassik: Griechenland, Rom, Renaissance (14. und 15. Jahrhundert), Neoklassizismus (17. und 18. Jahrhundert)
• Realismus: Zweite Hälfte des 19. Jahrhunderts
• Hyperrealismus: Zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts

Unrealistische Zeiträume

• Epochen: Ägyptisch, Indisch, Romanik (11. bis 13. Jahrhundert), Avantgarde (20. Jahrhundert)

Ebenen der Formdarstellung

1. Repräsentation oder Abstraktion: Nachahmung (Imitation).
2. Symbolismus.
3. Zweidimensionale und dreidimensionale Form.

Merkmale und Eigenschaften

Formen können nach verschiedenen Kriterien klassifiziert werden:

• Geometrie: Regelmäßig oder unregelmäßig, geometrisch oder natürlich.
• Struktur: Offen oder geschlossen, einfach oder komplex.
• Darstellung: Bildhaft