physik (Fach) / 2. Semester (Lektion)

Allgemeines Verständnis und Formelzeichen

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• nano (n) 10-9=0,000000001
• micro (μ) 10-6=0,000001
• mili (m) 10-3=0,001
• kilo (k) 103=1.000
• mega (M) 106=1.000.000
• giga (G) 109=1.000.000.000
• Die sieben SI-Basiseinheiten Meter (m) - Länge Kilogramm (kg) - Masse Sekunde (s) - Zeit Ampere (A) - Elektrische Stromstärke Kelvin (K) - Thermodynamische Temperatur Mol (mol) - Stoffmenge Candela (cd) - Lichtstärke
• Skalar Wert (eventuell mit Einheit) z.B. Masse, Energie, Temperatur, Ladung, ...
• Vektor Richtung und Wert (eventuell mit Einheit) z.B.  Kraft, Geschwindigkeit, ...
• Definition Kraft Ursache für die Veränderung des Bewegungszustands eines Körpers
• Trägheitssatz Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder geradlinigen, gleichförmigen Bewegung, wenn keine Kraft auf in wirkt.
• Aktionsgesetz Wenn ein Körper seine Geschwindigkeit ändert, wirkt eine Kraft auf ihn. (Richtungsänderung bedingt eine Kraft)
• Reaktionsgesetz Kräfte treten immer paarweise auf. Wenn ein Körper A eine Kraft auf einen Körper B ausübt, so übt B auf A eine gleich große Kraft aus.
• Gesetz der Impuls- und Energieerhaltung Im abgeschlossenen System ist der Gesamtimpuls und die Gesamtenergie immer konstant.
• Strahlensatz b2/b1=a2/a1
• Kohäsion Bindung innerhalb eines Stoffes
• Umrechnen von Temperaturen TK=TC+273,15
• Eigenschaften Elektrische Feldlinien Elektrische Feldlinien laufen von der positiven Ladung weg Um eine einzelne Punktladung herum sind die Feldlinien kugelsymmetrisch verteilt An jedem Ort des Raumes ist die Liniendichte proportional zur Stärke des Feldes an diesem Ort Die Anzahl der Feldlinien ist proportional zum Betrag der Ladung In großer Entfernung wirkt ein System von Ladungen wie eine einzige Punktladung, deren Betrag der Gesamtladung des Systems entspricht Feldlinien schneiden sich nicht Feldlinien stehen senkrecht auf elektrischen Leitern (Feldlinien sind gedachte Linien, die die Richtung der von einem Feld auf einen Festkörper ausgeübten Kraft veranschaulichen)
• Kondensaorschaltungen Parallelschaltung: Cges=C1+C2 ("übereinander") Serien-/Reihenschaltung: 1/Cges=1/C1+1/C2 ("hintereinander")
• Elektrische Leistung und Energie hohe Spannung, wenig Strom, wenig Verlust andersrum: kleine Spannung, viel Strom, viel Verlust
• Kirchhoff'sche Gesetze (Widerstände) Knotenregel:  Die in einen Knoten hineinfließenden Ströme sind genauso groß, wie die aus ihm herausfließenden Ströme. ∑ Ii=0 (parallel) Iges=I1+I2+I3 U=U1=U2 gleiche Spannung, unterschiedliche Ströme Maschenregel: Läuft man in einer Masche einmal herum, addieren sich die Spannungen zu Null. ∑ Ui=0 U=U1+U2 I=I1+I2
• Schaltungen mit Widerständen Serien-/Reihenschaltung: Rges=R1+R2 ("hintereinander") Parallelschaltung: 1/Rges=1/R1+1/R2 ("übereinander")
• Ohm'sches Gesetz Je wärmer, desto größer der Widerstand
• Stationäre Ströme Die Richtung des elektrischen Stroms ist entgegengesetzt der Bewegungsrichtung der Elektronen.
• Drei-Finger-Regel Daumen=Strom I Zeigefinger=Magnetfeld B Mittelfinger=Lorentzkraft F ("Ich Bin Fysiker")
• Eigenschaften Magnetische Feldlinien sind geschlossen verlaufen vom Nordpol zum Südpol es gibt keine Quellen des Magnetfeldes es gibt keine magnetischen Monopole
• Definition Wechselspannung und Wechselstrom Wechselspannung: Die Polarität von U wechselt periodisch. Wechselstrom: Die Richtung von I ändert sich periodisch. Im zeitlichen Mittel sind beide =0.
• Trigonometrie Sinus=Gegenkathete : Hypotenuse Cosinus=Ankathete : Hypotenus Tangens=Gegenkathete : Ankathete
• Definition Schwingung und Welle Schwingung = sich (periodisch) wiederholende Bewegung um einen Ruhepunkt Welle = sich räumlich ausbreitende Schwingung (transportiert Energie, aber keine Masse!) longitudinal (z.B. Druckwelle) transversal (z.B. Torsionswelle;), sieht man oben am Wasser
• Huygen'sches Prinzip Jeder Punkt einer Wellenfläche ist Ausgangspunkt einer neuen kugelförmigen Elementarwelle. Die neue Wellenfront ergibt sich durch Überlagerung sämtlicher Elementarwellen!
• Definition Beugung und Brechung Hindernis ⇒ Beugung: Die sich weiter ausbreitende Wellenfront ergibt sich als die äußere Einhüllende der Elementarwellen, da sich die Elementarwellen im selben Medium und mit gleicher Geschwindigkeit ausbreiten wie die ursprüngliche Welle. Unterschiedliche Medien ⇒ Brechung: Bei unterschiedlichen Medien ändert sich die Ausbreitungsgeschwindigkeit und damit auch die Ausbreitungsrichtung der Welle.
• Regeln Lichtbrechung Brechung=Übergang von einem Medium (n1) in ein anderes (n2) Beim Übergang von optisch dünneren in das optisch dichtere Medium wird der Strahl zum Lot hingebrochen. Beim Übergang vom optisch dichteren in das optisch dünnere Medium wird der Strahl vom Lot weggebrochen.
• Regeln Totalreflexion Beim Übergang vom optisch dichteren in das optisch dünnere Medium wird ein Strahl mit Einfallswinkel θ2>θcrit totalreflektiert.
• Strahlengang Sammellinse Der achsenparallele Strahl wird so gebrochen, dass er durch den bildseitigen Brennpunkt verläuft. Der zentrale Strahl verläuft duch den Mittelpunkt der Linse und wird nicht abgelenkt. Der Brennpunktstrahl verläuft durch den gegenstandsseitigen Brennpunkt und verlässt die Linse als Parallelstrahl. 1/g + 1/b = 1/f
• Strahlengang Zerstreuungslinse Der achsenparallele Strahl verlässt die Linse so, als ginge er vom gegenstandsseitigen Brennpunkt aus. Der zentrale Strahl verläuft durch den Mittelpunkt der Linse und wird nicht abgelenkt. Der Brennpunktstrahl ist auf den bildseitigen Brennpunkt gerichtet und verlässt die Linse als Parallelstrahl.
• Begriffe der Geometrischen Optik Reelles Bild: Kann auf einem Schirm abgebildet werden (z.B. Lochkamera) Virtuelles Bild: Von dem Ort des virtuellen Bildes gehen keine Lichtstrahlen aus. Die Strahlen scheinen aber von dem Bild herzukommen, da unsere Wahrnehmung Lichtstrahlen Geradlinigkeit unterstellt und den ins Auge treffende Strahl, wenn nötig, rückwärts verlängert. (z.B. Spiegelbild) Aufrechtes Bild: Bild ist nicht gespiegelt. Umgekehrtes Bild: Bild ist gespiegelt.

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