Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Übungen für Physik für Hochschule

Die Natur des Lichts

Die Natur des Lichts hat die Menschheit schon immer fasziniert. Wissenschaftler, Philosophen und Denker haben versucht, einfache Fragen zu beantworten, wie zum Beispiel: „Was ist Licht?“ Die Wissenschaft, insbesondere die Physik, hat darauf keine einfachen Antworten. Eine Antwort besteht darin, dass Licht aus Photonen besteht, doch was genau ein Photon ist, entzieht sich unserer gewöhnlichen Erfahrung. Es ist weder ein Objekt wie ein Ball noch eine klassische Welle, obwohl es Eigenschaften beider aufweist.

I. Die Theorie der visuellen Strahlen

Die alten Griechen entwickelten die ersten brauchbaren Ideen zum Licht. Pythagoras postulierte die Hypothese der „visuellen Strahlen“: Das Auge sende unendlich dünne Strahlen...

Viskose Reibungskräfte

Viskose Reibungskräfte haben zur Folge, dass Schichten der Flüssigkeit, die sofort in Kontakt mit einer festen Oberfläche sind, an dieser haften, so dass es keine relative Bewegung gibt. Darüber hinaus kann es keine relative Bewegung zwischen dem Fluid und der Wand in einer Richtung normal zu dieser geben, so dass für eine feste Wand die Randbedingung gilt:

(Wand-Fluid-Relativgeschwindigkeit). Wenn die Flüssigkeit ideal ist und es keine Reibungskräfte gibt, ist die Bedingung:

Kraft auf eine feste Wand

Wir können die Kraft, die auf eine feste Wand als Begrenzung der Flüssigkeit wirkt, folgendermaßen definieren:

Dann ist die Kraft pro Flächeneinheit:

Dies ist die normale Kraft an die Oberfläche (abgehende und ankommende...

Analyse und Instrumentierung

Physikalische Eigenschaften: Härte, Farbe, Form, Geruch, Zähigkeit, Dichte, Geschmack, Verformbarkeit, Volatilität, Viskosität, Leitfähigkeit, Gewicht, Volumen, Helligkeit, Porosität, Zähigkeit, Siedepunkt, Schmelzpunkt.

Chemische Eigenschaften: Chemische Reaktionen

Zusammensetzung: CaCO3 100%

Ermittlung der Zusammensetzung von Flüssigkeiten, Gasen und Lösungen durch instrumentelle Methoden

Ziele:

Die Grundlagen und Anwendungen der instrumentellen Methoden in den Ingenieurwissenschaften verstehen. Das allgemeine Problem der Analyse verstehen, Kriterien für die Auswahl einer bestimmten Kontrollmethode, Analyse, Probenahme, Konservierung und Aufbereitung von Proben. Die wichtigsten Teile jeder instrumentellen...

Lichtbeugung und Wellenlängenbestimmung

Zielsetzung des Experiments

Berechnung der Wellenlänge (λ) verschiedener Lichtquellen mittels Beugung an einem Gitter.

Theoretischer Hintergrund und Planung

Ein Beugungsgitter ist ein optisches Element, das Licht in seine spektralen Bestandteile zerlegen kann. Es gibt zwei Haupttypen von Beugungsgittern: Reflexionsgitter und Transmissionsgitter. Beugungsgitter bestehen aus einer Vielzahl von eng beieinander liegenden, parallelen Linien oder Spalten, die entweder auf einer reflektierenden Metalloberfläche (Reflexionsgitter) oder einer transparenten Glasplatte (Transmissionsgitter) angebracht sind.

Wenn monochromatisches Licht auf ein Beugungsgitter trifft, interferieren die gebeugten Wellen konstruktiv...

Wellenstörungen und Interferenz

Ziele der Studie

• Untersuchung des Phänomens der Welleninterferenz bei zwei Schlitzen und zwei Quellen.
• Analyse, wie das Interferenzdiagramm durch die Wellenlänge und den Abstand der Schlitze beeinflusst wird.

Planung des Experiments

Welleninterferenz auf der Wasseroberfläche

Die Welleneinmischung wurde auf der Wasseroberfläche (mechanische Wellen) untersucht. Es handelt sich um transversale Wellen, deren Schwingungsrichtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung steht.

Erzeugung der Wellen

Die Wellen werden durch die Schwingung einer flachen Stange erzeugt, die als zwei Quellen fungiert, indem sie zwei Gomito (vermutlich: Erreger/Oszillatoren) in Schwingung versetzt.

Formeln für die Interferenzmaxima (Doppelspalt)

Die...

Spektrometrie

FREQUENZ:
FARBE:
SPEKTROMETRIE: Spektrometrie bezeichnet Methoden, bei denen Energie über eine Probe übertragen wird. Dabei verwendet man in der Regel monochromatische Strahlung einer einzelnen Wellenlänge oder — aus praktischen Gründen — sehr engbandige Strahlung. Die Messung der durchtransmittierten Strahlung erfolgt mit hochempfindlichen Geräten wie Photozellen, Photomultipliern oder ähnlichen Detektoren.

Interaktion zwischen Strahlungsenergie und Materie

Atome, Ionen oder Moleküle können Strahlung absorbieren, wenn das Photon Energie in der für elektronische oder andere Übergänge erforderlichen Größenordnung trägt. Verschiedene Photonenergien haben unterschiedliche Auswirkungen auf das absorbierende Material....

Grundlagen der Vermessungstechnik

Wichtige Begriffe und Definitionen

Magnetpole

Die Magnetpole sind Punkte auf der Erdoberfläche, an denen die magnetischen Feldlinien senkrecht zur Erde verlaufen.

Geographische Pole

Die geographischen Pole der Erde definieren die Punkte auf ihrer Oberfläche, die von der Rotationsachse des Planeten geschnitten werden.

Begrenztes System (Zylindrische Projektion)

Ein begrenztes System (oder Zylindrische Projektion) ist ein System orthogonaler zylindrischer Projektion, das sich am besten für die Darstellung von Land und Objekten eignet, deren vertikale Dimensionen viel kleiner sind als ihre horizontalen. Die Höhe eines Punktes ist die Höhe dieses Punktes über einer Bezugsebene und kann positiv (+) oder negativ (...

Parallaxe in der Photogrammetrie

Parallaxe bezeichnet die scheinbare Verschiebung der Position eines Objekts relativ zu einem Bezugssystem, bedingt durch die Änderung des Beobachtungspunkts. Dies äußert sich beispielsweise in der Positionsänderung eines Bildes aufgrund der Bewegung des Flugzeugs. Es existiert eine axiale Überlappung, bei der die Bilder hauptsächlich im Bereich der Längsüberlappung erscheinen.

Parallaxenformel

Die Formel zur Berechnung der Parallaxe lautet:

[pa / B = F / (H - ha)] oder [pa = (B * f) / (H - ha)]

• B: Distanz zwischen den Aufnahmepunkten (Basis)
• H: Flughöhe über dem Referenzdatum
• ha: Höhe des Punktes A über dem Referenzdatum
• f: Brennweite der Kamera

Der Parallaxenpunkt ist direkt mit der größeren Höhe verbunden....

Das Hookesche Gesetz

Die Verformung ist proportional zur Ursache, durch die sie erzeugt wird. Dass eine Größe oder ein Signal proportional zu einem anderen ist, bedeutet, dass man zwischen den beiden Größen eine Beziehung festlegen kann, indem man eine von ihnen mit einem Proportionalitätskoeffizienten multipliziert.

In unserem Fall entspricht die Ursache der aufgebrachten Kraft und die Verformung der Dehnung, die eine Feder erfahren hat, wenn sie aus ihrer Gleichgewichtslage gebracht wird. Das bedeutet:

F = k · x

Hierbei ist k der Proportionalitätskoeffizient zwischen der angewandten Kraft und der eingetretenen Dehnung. Er entspricht einer elastischen Eigenschaft, der sogenannten Federkonstante, und sein Wert ist:

k = F / x

Im internationalen...

Stehende Wellen auf einer Saite und Schallgeschwindigkeit

Zweck

Ziel ist es, die Beziehung zwischen der Frequenz der Vibration und der Spannung von Wellen in einer schwingenden Saite zu untersuchen.

Zusätzlich soll die Schallgeschwindigkeit gemessen werden.

Verfahren: Teil 1 (Stehende Wellen auf der Saite)

An den Enden der Saite wurden unterschiedliche Gewichte (150 g, 200 g und 250 g) angebracht, um die Spannung zu variieren.

Sobald die stehende Welle erzeugt wurde, mussten folgende Informationen in einer Tabelle erfasst werden: Masse, Gewicht (oder Zug/Spannung T) auf der Saite, Frequenz (f), Wellenlänge (λ), Geschwindigkeit (v) und die Quadratwurzel aus der Spannung (√T).

Verwendete Formeln

• Wellenlänge: λ_n = 2L / n
• Frequenz: f = 1 / T
• Geschwindigkeit: