Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Aufgaben für Physik

Coulomb-Gesetz

Die Quantifizierung der Kraft zwischen elektrischen Ladungen basiert auf dem Coulomb-Gesetz, welches mithilfe einer Drehwaage ermittelt wurde. Das Gesetz besagt: „Die Kraft, die zwei Ladungen anzieht oder abstößt, ist proportional zum Produkt der Ladungen und umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung zwischen ihnen.“

Formel: F = k · (q₁ · q₂ / r²)

Die elektrische Konstante k hängt von der Dielektrizitätszahl des Mediums ab. Das Coulomb-Gesetz ist analog zum Newtonschen Gravitationsgesetz:

• Beide Kräfte sind proportional zum Produkt der Eigenschaften (Masse oder Ladung).
• Beide sind umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung.
• Beide sind Zentralkräfte.

Unterschied: Gravitationskräfte sind immer anziehend,...

Phänomen: Michelson‑Morley‑Experiment

Michelson‑Morley‑Experiment — Ziel war es, die Geschwindigkeit der Erde relativ zum Äther anhand von Lichtmessungen zu bestimmen. Die Forscher beobachteten, dass die Lichtgeschwindigkeit konstant ist und unabhängig von der Bewegung des Beobachters sowie der Bewegung der Lichtquelle. Das bedeutet, dass die Lichtgeschwindigkeit nicht vom Bezugssystem abhängt, was im Widerspruch zu den damals üblichen Vorstellungen von Bewegung stand.

Vision der klassischen Physik

Die Physiker des 19. Jahrhunderts nahmen an, dass sich Licht wie mechanische Wellen (ähnlich Schall) verhält. Aus dieser Analogie folgte die Notwendigkeit einer Substanz namens Äther: einem Medium, das den Raum füllt und alle Körper...

Wellen: Beugung

Dieses Phänomen tritt auf, wenn ein Hindernis die Ausbreitung eines Teils der Wellenfront verhindert. Punkte der Wellenfront, die nicht durch das Hindernis blockiert werden, fungieren gemäß dem Huygens-Prinzip als Zentren für neue Wellenfronten. Dadurch kann sich die Welle um das Hindernis herum ausbreiten und dahinter verbreiten.

Polarisation

Wellen, die parallel zum Schlitz verlaufen, können auf die andere Seite gelangen, da sie korrekt ausgerichtet sind. Transversalwellen schwingen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Teilchen.

Interferenz

Zwei Wellen, die von verschiedenen Quellen produziert werden und sich im gleichen Medium ausbreiten, überschneiden sich in einem Punkt. Störungen sind kohärent, wenn sie folgende Merkmale...

Das Hookesche Gesetz

Beanspruchung: Die Beanspruchung ist die Größe der wirkenden Kraft (F) geteilt durch die Fläche (A), über die die Kraft wirkt.

Deformation: Der Anteil der Änderung vor einer Beanspruchung. Sie wird durch das Verhältnis der Veränderung in einer Dimension des Körpers in Bezug auf die ursprüngliche Dimension gemessen.

Young-Modul: y =

Dichte

Die Dichte (D) eines Materials ist die Masse pro Volumen des Materials. P = m / v

Einheit im internationalen System (kg / m³)

Wasserdichte: PH₂O = 100 (kg / m³)

Relative Dichte

Rel. = P / P-Standard (Wasser)

Hydrostatischer Druck

Aufgrund einer Flüssigkeitssäule (h) und der Dichte (P):

Pascalsches Gesetz

Wenn Sie den Druck an einer beliebigen Stelle in einer Flüssigkeit (flüssig oder gasförmig)...

Hookesches Gesetz: Elastizität

Wenn ein Objekt externen Kräften ausgesetzt wird, erleidet es Veränderungen in Größe, Form oder beidem. Diese Veränderungen hängen von der Anordnung der Atome und deren Bindung im Material ab.

Wenn ein Gewicht an einem Objekt zieht und es streckt, und dieses Objekt nach Entfernen des Gewichts wieder seine normale Größe annimmt, bezeichnet man es als elastischen Körper.

• Elastizität: Die Eigenschaft eines Objekts, seine Form bei Krafteinwirkung zu verändern und nach Wegfall der Verformung in die ursprüngliche Form zurückzukehren.
• Inelastische Materialien: Materialien wie Ton, Teig oder Blei, die sich dauerhaft verformen und nicht in ihre Ursprungsform zurückkehren.

Dichte

Die Dichte, meist mit dem griechischen...

Grafik: Die Linie

Eine Linie entsteht durch die Bewegung eines Punktes. Sie besitzt Länge und Breite, jedoch keine zweite Dimension. Die visuellen Qualitäten der Linie hängen von ihrer Richtung oder Bahn ab (gestrichelt, kurvig, gerade oder gemischt).

Mathematische Definition

Gerade definierte Pfade folgen mathematischen Gesetzen. Wird ein Zeichenwerkzeug verschoben und kehrt zum Ausgangspunkt zurück, entstehen Flächen mit Umfang, Länge und Breite (z. B. Dreiecke und Kreise), die regelmäßige und unregelmäßige Formen bilden.

Visuelle Qualitäten der grafischen Ebene

Je nach Strichführung bildet sich der Umriss oder Umfang einer Fläche, wodurch ein breites Spektrum an Formen entsteht. Die Größe wird dabei in Bezug auf das grafische Feld...

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

Geschichte der Fotografie

1826: Joseph Niépce soll das erste Foto gemacht haben (Belichtungszeit ca. 8 Stunden).
1837: Daguerre fixierte Bilder auf versilbertem Kupfer.
1840: Talbot entwickelte das Negativ-Positiv-Verfahren mit lichtempfindlichem Papier.
1851: Dank Archer wurden Kopien auf sensibilisierten Glasplatten möglich.
1994: Beginn des Verkaufs von Digitalkameras.

Physikalische Fakten

Das Licht wirkt auf materielle Dinge ein, um ein Bild zu erzeugen. Um ein schärfer definiertes Bild zu erhalten, werden Lichtstrahlen mit einer Linse gebündelt. Das Licht tritt durch das Objektiv in die Kamera ein und trifft auf einen lichtempfindlichen Film.

Heutzutage werden digitale Sensoren verwendet, die Licht als elektrische Ladung messen und in Pixel...