Physik für Nebenfächler (Fach) / Agrarwissenschaften (Lektion)

Sommersemester 2018

Diese Lektion wurde von HeliMcBeal erstellt.

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• Zustand idealer Gase p * V= n * R * T   ( p=Druck des Gases; V = Volumen des Gases; n= Stoffmenge in mol; R=Allgemeine Gaskonstante(Naturkonstante); T= Temperatur) Ein ideales Gas erfüllt immer diese Zusatndsgleichung
• Umrechnen von Kelvin in Grad Celsius TK = T°C + 273
• Zustandsänderungen (Gase) R & n sind immer konstant p,V & T können sich ändern p=const. -> isobar -> V1 / T1 = V2 / T2 V= const. -> isochor -> p1 / T1 = p2 / T2 T= const. -> isotherm -> p1 * V1 = p2 * V2
• Thermische Ausdehnung Die meisten Stoffe dehnen sich beim Erwärmen aus. Längenänderung: Δl = α * l0 * ΔT
• Erwärmen von Stoffen (oder abkühlen) um einen Stoff zu erwärmen muss man ihm Energie zuführen ΔQ = c*m*ΔT (Wärmeenergie=spezifische Wärmekapazität * Masse * Temperaturänderung)
• Mischtemperatur berechnen (ohne Phasenübergang) Die Wärmeenergie, die zu Beginn drin steckt, steckt am Ende noch immer drin c1*m1*T1+c2*m2*T2 = c1*m1*TM+ c2*m2*TM (Gesamtenergie zu Beginn = Gesamtenergie nach Mischen) -> Nach TM umstellen und fertig ...
• Phasenübergänge zum Schmelzen oder Verdampfen eines Stoffes ist auch Energie nötig (muss zugeführt werden) ΔQ = Qs*m -> Qs= spezifische Schmelzwärme ΔQ = cv*m -> c=spezifische Verdampfungswärme Die Temperatur ändert ...
• Wärmeaustausch Bringt man zwei Stoffe bei unterschiedlichen Temperaturen zusammen, dann wird solange Wärmeenergie vom Wärmeren auf den Kälteren übertragen, bis beide die gleiche Temperatur haben. ΔQab=ΔQauf
• Wärmeleitung durch einen Festkörper (Wärmestrom) ... Q/t = (k*A / l) * ΔT -> k=Wärmekoeffizient des Stoffes; A=Querschnittsfläche; Temperaturdifferenz zwischen beiden Enden; l= Länge (meist Dicke) des Stoffes) (Q/t = Wärmeenergie pro Zeit)
• Wärmestrahlung Jeder Körper gibt Energie über Wärmestrahlung ab. Strahlungsleistung(Schwarzkörperstrahlung): P= ε * σB *A * T4 -> (ε = Emissionsgrad der Oberfläche; σB = Stefan-Boltzmann-Konstante; A= Oberfläche ...
• Ladung Q,q Einheit: 1C = 1 A/s Protonen: positiv geladen Elektronen: negativ geladen
• elektrischer Strom I = Q / t gerichtete Bewegung von Ladungen Einheit: 1A I= q * ne * A * v0 (q=Ladung der Laungsträger[bei Elektronen: q=e]; ne = Elektronendichte im Material; A = Querschnittsfläche; v0 = Driftgeschwindigkeit) ...
• Spannung U Einheit: 1V Potential, dass zw. zwei Punkten ein Strom fließen kann
• Widerstand R Einheit: 1Ω Maß dafür, wie schlect ein Leiter den Strom leitet Strom fließt immer vom + zum - Pol
• Ohmes Gesetz U =R*I
• Zusammenschaltung von Widerständen Reihenschaltung ... Rges = R1 + R2 I1 = I2 = Iges Uges = U1 + U2
• Zusammenschaltung von Widerständen Parallelschaltung ... 1/ Rges = 1/R1 + 1/R2 U1= U2 = Uges I1+I2=Iges (Aber I1 & I2 können unterschiedlich sein)
• Kapazität C Einheit: 1F
• Kondensator Reihenschaltung 1/Cges = 1/C1 +1/C2
• Kondensator Parallelschaltung Cges=C1+C2
• Elektrische Leistung P=U*I
• Coulomb-Kraft FC=(1 / (4*π*ε0)) * ((q1*q2) / r2) -> (ε0=Dielektrizitätskonstante; q = Ladungen; r = Abstand der Ladungen) Kraft zwischen zwei Ladungen Wenn die Ladung mit Vorzeicen eingesetzt wird, dann bedeutet ...
• Plattenkondensator legt man an einen solchen Kondensator eine Spannung an, dann laden sich die beiden Platten entgegengesetzt zueinander auf. Für die Ladung auf den Platten gilt: Q=C*U Kapazität Plattenkondesator: C=ε0*εr ...
• Energie im geladenen Kondensator W= 1/2 C*U2  Einheit: 1J
• elektrische Feldstärke zwischen den beiden Platten bildet sich ein elektrisches Feld das von der positiven zur negativen Ladung zeigt. E= 1/ (ε0 * εr) * (Q/A) Einheit: 1V/m Es gilt auch:  U=E*d (Formel vom Potential; meist ...
• Feldkraft Fel = q * E (q=Ladung; E=Feldstärke) wirkt auf eine Ladung im elektrischen Feld wirkt bei positivem q in Richtung der Feldlinien und bei negativem q entgegengesetzt dazu.
• kin. Energie durch ein Potential Ekin= q*UB (UB=Beschleunigungsspannung) Beschleunigung einer Ladung durch Spannung
• Elektronenvolt 1 eV ist die Energie, die ein Elektron gewinnt, wenn es durch eine Spannung von 1V beschleunigt wird 1eV= 1*Elementarladung*V = 1,6*10-19J
• Magnetfelder werden durch Permanentmagnete oder durch elektrische Ströme erzeugt
• Magnetfeld um einen elektrischen Strom Die Feldlinien laufen in konzentrischen Kreisen um den Strom Magnetfeldstärke im Abstand r zum Strom (Biot-Savart): B= (μ0*I) / (2*π*r) -> (B= (Vakuumpermeabilitätskonstante*Stromstärke) / (2*π*Abstand ...
• Lorentzkraft Wirkt auf bewegte Ladungen im Magnetfeld Wirkt immer senkrecht zu Magnetfeld- und senkrecht zur Bewegungsrichtung 3-Finger-Regel: Daumen: Bewegungsrichtung; Zeigefinger: Magnetfeldrichtung (D&Z bilden ...
• Ansatz um die Kreisbahn eines Elektrons um den Atomkern ... Coulomb-Kraft wirkt als Zentripetalkraft FC=FZ
• Leiterschleife Draht, der so gebogen ist, dass er eine bestimmte Fläche umschließt
• Magnetischer Fluss durch eine Leiterschleife wenn das Magnetfeld die Leiterschleife senkrecht durchsetzt ist der magnetische Fluss: φm = A*B (B=Magnetfeldstärke)
• Induktion Wenn sih der magnetische Fluss durch eine Leiterschleife/Spule ändert, wird zwischen beiden Enden eine Spannung induziert. Uind= dφ / dt (Ableitung des Flusses nach der Zeit: Uind= Änderung des magnetischen ...
• Transformator (Trafo) Aufbau: Eisenkern um den zwei Spulen gewickelt sind. Eine mit vielen Windungen und eine mit weniger Windungen. Legt man auf der Primärseite eine Wechselspannung U1 an, dann entsteht auf der Sekundärseite ...
• Schwingungen periodische Vorgänge Frequenz: f=1/T (T=Periodendauer[Dauer einer Schwingung]) f: Anzahl der Schwingungen pro Zeit; Einheit: 1Hz
• Fadenpendel (mathematisches Pendel) f=1 / (2*π) √(g/l)   -> (g=Schwerebeschleunigung; l=Länge des Fadens) T=2*π * √ (l/g)    Die Dauer einer Schwingung beim Fadenpendel ist unabhängig von der Masse. Die Frequenz ist unabhngig ...
• Federpendel f=1 / (2*π) √ (k/m)  -> (k=Federkonstante, m=Masse) T= 2*π √ (m/k)    Die Frequenz ist unabhängig von der Amplitude
• elektromagnetischer Schwingkreis Kreisfrequenz: ω = 1/√ (L*C)   ->(Induktivtät der Spule [wird angegeben] * Kapazität des Kondensators) f= ω / (2π)
• Frequenz der Saitenschwingung f= 1/ (2*l) *√ (T/μ)  -> (l=Länge der Saite; T= Kraft mit der die Saite gespannt ist; μ= Massenbelegung [Masse der Saite selbst geteilt durch ihre Länge])
• Wellen Schwingungen, die sich im Raum ausbreiten c=λ*f  (c=Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle [Licht-,Schallgeschwindigkeit]; λ= Wellenlänge; f=Frequenz)
• Elektromagnetische Wellen kommen mit sehr unterschiedlichen Wellenlängen vor sie breiten sich immer mit Lichtgeschwindigkeit aus
• Elektromagnetische Wellen (sortiert von kleiner zu ... Gammastrahlung, Röntgenstrahlung, ultraviolett, violettes Licht, blaues Licht, grünes Licht, gelbes Licht, oranges Licht, rotes Licht, infrarot, mikrowellen, Radiowellen
• In welchem Bereich können wir Licht sehen? von ca. 400nm-800nm
• Stehende Wellen können bei der Überlagerung zweier Wellen mit entgegengesetzter Ausbreitungsrichtung entstehen. In einem Mikrowellenherd entstehen stehende Mikrowellen (Nur in den Bäuchen der Schwingung wird die Schokolade ...
• Lichtgeschwindigkeit im Medium In einem Medium ist Licht immer langsamer als im Vakuum cm= c/n -> (Vakuumlichtgeschwindigkeit / Brechungsindex) Vakuum : n=1 Luft: n ≈ 1
• Brechung Änderung der Ausbreitungsrichtung von Licht an der Genzfläche zwischen Medien Snelliusscher Brechungsindex: n1*sin(α1) = n2*sin(α2) α wird immer zwischen Lot und Einfallswinkel gemessen
• Dispersion Abhängigkeit des Brechungsindex von der Wellenlänge Die verschiedenen Farben werden unterschiedlich stark gebrochen. (Prisma, Regenbogen)
• Grenzwinkel (Totalreflexion) Totalreflexion tritt ab dem Winkel α2=90° auf. α1= sin-1(n2 / n1) Totalreflexion tritt auf, wenn α1 > θcrit 

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