physik (Subject) / Kurzfragen (Lesson)

Kurzfragen Tutorium

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• Wodurch unterscheiden sich Licht- und Schallwellen? 2 Beispiele Schallwellen - benötigen Medium zur Fortbewegung - Longitudinalwellen (= schwingen in Ausbreitungsrichtung) - Geschwindigkeit c = 343 m/s (Luft) Lichtwellen - benötigen kein Medium - Tranversalwellen (= schwingen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung) - Geschwindigkeit c = 3x108 m/s
• Warum erscheinen Schatten auf Schnee häufig blau? Weißer Schnee reflektiert alles --> kein Sonnelicht im Schnee Licht vom Himmel wird reflektiert
• Warum scheinen Sterne am Himmel zu funkeln? Sterne sind von der Erde sehr weit entfernt. Auf dem Weg wird das Licht immer etwas unterschiedlich gebrochen durch z.B. Verwirbelungen in höheren Luftschichten. Dadurch flackert das Licht der Sterne.
• Was versteht man unter Polarisation von Licht? Licht ist polarisiert, wenn es nur in eine Richtung schwingt. Licht kann durch Reflexion und Brechung polarisiert werden.
• Woraus besteht weißes Licht? Elektromagnetische Wellen aus dem Wellenlängenbereich 400-700nm. Mischung aus allen Farben
• Was bedeutet Totalreflexion von Licht? Licht wird vom einen ins andere Medium komplett reflektiert und nicht gebrochen. Erfolgt nur vom optisch dichteren ins dünnere Medium und wenn der Einfallswinkel größer ist als der Austrittswinkel.
• Von welchen Größen hängt die Periodendauer T einer harmonischen Federschwingung respektive einer Pendelschwingung ab? Federschwingung: T = 2Π * Wurzel m/D T - Periodendauer; m - Masse; D - Federkonstante   Pendelschwingung: T = 2Π * Wurzel l/g T - Periodendauer; l - Länge des Seils; g - Erdbeschleunigung  
• Welche beiden besonderen Fälle gibt es für gedämpfte Schwingungen? 1. Aperiodischer Grenzfall (δ = w0) Von a auf Null in kürzester Zeit --> Stoßdämpfer 2. Kriechfall (δ > w0) --> Waage   Normalfall: Gedämpfte Schwingung (δ < w0)  
• Was geschieht wenn ein schwingendes System mit seiner Eigenfrequenz angeregt wird? Das System reagiert bei schwacher Dämpfung mit besonders großen (maximalen) Amplituden --> Resonanz
• Welche Arten von Schwingungen gibt es? Longitudinale Schwingung (Federpendel) Transversalschwingunge (Saite) Torsionsschwingung (Unruh)
• Bei Schwingungen wandeln sich stets verschiedene Energieformen ineinander um. Um welche Energieformen handelt es sich im Falle des a) Fadenpendels b) Lichtes a) Epot / Ekin b) Eel / Emag Licht = elektromagnetische Wellen
• Richtig oder falsch? a) Elektromagnetische Wellen sind longitudinale Wellen b) Bei destruktiver Interferenz sind zwei Wellen um ein viertel ihrer Wellenlänge gegeneinander verschoben c) Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist unabhängig vom Medium a) falsch --> Transversalwellen b) falsch --> um eine halbe Wellenlänge verschoben c) falsch --> c' = c/n (n = Mediumeigenschaft)
• Was ist die physikalische Ursache a) eines elektrischen Feldes b) eines magnetsichen Feldes a) elektrische Ladung b) bewegte elektrische Ladung
• Welcher physikalische Effekt wird bei einem Fahrraddynamo zur Erzeugung der Spannung ausgenutzt? Elektromagnetische Induktion Ein Permanentmagnet wird durch Bewegung des Rades angetrieben. Er rotiert in einer feststehenden Ständerwicklung und induziert dort eine Wechselspannung.
• Was besagt das Faraday'sche Induktionsgesetz? Uind = - ΔØ/Δt Ø - magnetischer Fluss; t - Zeit Entstehung eines elektrischen Feldes durch Änderung des magnetischen Flussdichte
• Welche zwei Eigenschaften kennzeichnen ein ideales Gas? Massepunkte nur elastische Stöße, sonst keine Wechselwirkungen Nur Edelgase sind näherungsweise ideal p*V = n * R * T
• Warum ist bei gleicher Sonneneinstrahlung am Strand der Sand wärmer als das Wasser? Weil Wasser eine höhere Wärmekapazität C hat ΔQ = C * ΔT C gibt an welche Wärmemenge ΔQ zugeführt werden muss um eine Substanz um ΔT zu erwärmen
• Welche 3 Arten des Wärmetransportes gibt es? 1. Wärmleitung 2. Konvektion 3. Strahlung
• Um welchen Faktor verändert sich die Coulombkraft zwischen zwei geladenen Teilchen, wenn sich deren Abstand verdreifacht? Fc ist proportional zu 1/r2 3r ist damit proportional zu 1/(3r)2 = 1/9r2 Fc = (1 / 4π*ε0) * (q1 * q2 / r2)
• Was ist der Unterschied zwischen benetzenden und nicht benetztenden Flüssigkeiten? Kohäsion > Adhäsion --> nicht benetztend Bsp.: Quecksilber/Glas Adhäsion > Kohäsion --> benetzend Bsp.: Wasser/Glas Maß: Kontaktwinkel zwischen den Stoffen   Adhäsion = Wechselwirkungen zwischen zwei Stoffen  Kohäsion = Wechselwirkungen innerhalb eines Stoffes
• Wie lautet die Bernoulli Gleichung? Bernoulli-Gleichung p + Ρ * g * h + 1/2 Ρ*v2 = const. p - Druck; Ρ - (Rho) Dichte; g - Beschleunigung; h - Höhe; v = Strömungsgeschwindigkeit
• Welche Strömungsformen gibt es und wie unterscheiden sie sich? 1. Laminare Strömung Keine sichtbaren Turbulenzen. Strömung in Schichten, die sich nicht vermischen. Stationär. 2. Turbulente Strömung Es treten Verwirbelungen und Turbulenzen auf. Gekennzeichnet durch meist 3-dimensionale, scheinbar zufällige instationäre Bewegungen der Fluidteilchen.
• Wie ändern sich Masse, Volumen, Dichte von Festkörpern bei Erwärmung? V nimmt zu --> Höherer Platzbedarf der Teilchen bei mehr Bewegung M bleibt erhalten --> keine Änderung der Teilchenanzahl Dichte (= m/V) nimmt ab --> mehr Platz für dieselbe Anzahl Teilchen
• Nach welcher Seite biegt sich ein Bimetallstreifen aus Eisen und Aluminium bei Temperaturerhöhung? Aluminium dehnt sich stärker aus --> Stabt biegt sich zur Eisenseite Ausdehnungskoeffizienten Al ist größer: Al = 23,1 * 10-6 (1/K) Fe = 11,8 * 10-6 (1/K)
• Welche Phasenübergänge gibt es zwischen der festen und der gasförmigen Phase? gasförmig   ---sublimieren-->   fest fest    ---resublimieren-->   flüssig
• Erkläre den Begriff Tripelpunkt Alle 3 Aggregatzustände (fest, flüssig, gas) befinden sich im Gleichgewicht. Beschrieben durch Druck und Temperatur Bsp.: Wasser - Dampf, Wasser und Eis gleichzeitig
• Was besagt das Archimedische Prinzip? Der statische Auftrieb entspricht der Gewichtskraft des verdrängten Wassers.
• Wie lauten die Bohrschen Postulate? 1. Elektronen bewegen sich auf stabilden Kreisbahnen um den Atomkern 2. Der Radius der Elektronenbahn ändert sich nicht kontinuierlich, sondern sprunghaft 3. Nur bestimmte Bahnen sind stabil (stehende Wellen)
• Welche 3 verschiedenen Arten radioaktiver Strahlung gibt es? Woraus bestehen diese? Wodurch lassen sie sich abschirmen? alpha-, beta-, und gamma-Strahlung He-Kern (2p, 2n), Elektron, Photon Abschirmung durch Papier, Aluplatte, Bleiklotz
• Welcher Zusammenhang besteht zwischen einer Kraft und einer Beschleunigung? Welcher Physiker formulierte diesen Zusammenhang zuerst? F = m * a Newton
• Nenne ein Experiment zur Bestimmung der Erdbeschleunigung. Fallexperiment mit s- und t- Messung Daraus ergibt sich s = g/2 t2
• Was besagt das Bernoulli-Prinzip? In einem strömenden Fluid bewirkt eine Erhöhung der Geschwindigkeit einen Druckabfall
• Was kennzeichnet a) eine laminare b) eine turbulente Strömung? a) keine Verwirbelunge, Strömung in Schichten b) Verwirbelungen
• Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Wellenlänge und der Frequenz einer ebenen Welle? Wellenlängen = Ausbreitungsgeschw. / Frequenz
• Nenne 2 physikalische Größen, die Erhaltungsgrößen sind. Impuls Energie Drehimpuls
• Was besagt das Archimedische Prinzip? Auftriebskraft = Gewichtskraft des verdrängten Volumens
• Richtitg oder Falsch? 1. Die relative Längenänderung eines Körpers ist immer proportional zur anliegenden Spannung 2. Steigt die Spannung auf einen Körper, so steigt auch sein Elastizitätsmodul 3. Das Elastizitätsmodul ist dimensionslos 1. Gilt nur bis zu Grenze des Hookschen Gesetztes. Darüber wird der Körper irreversibel verformt bis es zum Bruch kommt 2. Falsch: Das Elastizitätsmodul ist eine Materialkonstante 3. falsch: F/A = ε * E --> E  = (N/m2)
• Erkläre folgende Naturphänomene: 1. Regenbogen 2. Fata Morgana 3. Polarlicht 1. Sonnenlicht trifft auf kugelförmige Wassertropfen, wobei das zum Beobachter reflektierte Licht wellenlängenabhängig gebrochen wird 2. Ablenkung (Totalreflexion) von Licht an unterschiedlich warmen Luftschichten. Dabei ändert die Temperatur die Dichte/den Brechungsindex 3. Elektrisch geladene Teilchen treten in die Erdatmosphäre ein und regen Luftmoleküle zum leuchten an
• Warum sind Metalle gute Wärmeleiter? Auf Grund ihrer freien Elektronen
• Gibt es eine niedrigste oder höchste Temperatur? niedrigste ja: Ekin = 0 höchste nein
• Warum sind hohe Temperaturen eher in der Wüste als im Dschungel erträglich? Im Dschungel ist die Luftfeuchtigkeit höher --> bessere Wärmeleitung

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