Inhalt Kursstufe: Unterschied zwischen den Versionen
Aus Schulphysikwiki
(→Mechanische Schwingungen) |
(→Mechanische Schwingungen) |
||
| Zeile 46: | Zeile 46: | ||
* [[Grundbegriffe und Beispiele von Schwingungen]] | * [[Grundbegriffe und Beispiele von Schwingungen]] | ||
:Hier werden anhand von wichtigen Beispielen die zentralen Begriffe einer Schwingung erläutert. | :Hier werden anhand von wichtigen Beispielen die zentralen Begriffe einer Schwingung erläutert. | ||
| + | |||
| + | ===Experimentelle Untersuchung einer Schwingung=== | ||
* [[Experimentelle Untersuchung einer Schaukel]] | * [[Experimentelle Untersuchung einer Schaukel]] | ||
| − | ** [[Praktikum: Untersuchung eines Fadenpendels]] | + | **[[Praktikum: Untersuchung eines Fadenpendels]] |
**[[Praktikum: Untersuchung einer schwingenden Stange (physikalisches Pendel)]] | **[[Praktikum: Untersuchung einer schwingenden Stange (physikalisches Pendel)]] | ||
| − | * | + | **[[Praktikum: Untersuchung einer Schaukel]] |
| − | * [[ | + | |
| − | + | ||
* [[Untersuchung einer harmonischen Federschwingung]] | * [[Untersuchung einer harmonischen Federschwingung]] | ||
| + | |||
| + | ===Kinematik einer harmonischen Schwingung=== | ||
* [[Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit der Zeigerdarstellung]] | * [[Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit der Zeigerdarstellung]] | ||
* [[Die Bewegungsgesetze einer harmonischen Schwingung]] | * [[Die Bewegungsgesetze einer harmonischen Schwingung]] | ||
| + | |||
| + | ===Dynamik einer harmonischen Schwingung=== | ||
| + | * [[Energie und Impuls einer mechanischen Schwingung]] | ||
* [[Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit einer Differentialgleichung]] | * [[Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit einer Differentialgleichung]] | ||
* [[Praktikum: Untersuchung von Schwingungen mit der Differentialgleichung]] | * [[Praktikum: Untersuchung von Schwingungen mit der Differentialgleichung]] | ||
**[[Untersuchung von Schwingungen mit der Differentialgleichung]] | **[[Untersuchung von Schwingungen mit der Differentialgleichung]] | ||
| + | |||
* [[Woran man eine harmonische Schwingung erkennt (Vier gleichwertige Kriterien)]] | * [[Woran man eine harmonische Schwingung erkennt (Vier gleichwertige Kriterien)]] | ||
| + | |||
| + | ===Überlagerung und Zerlegung von Schwingungen=== | ||
* [[Überlagerung von harmonischen Schwingungen (Fouriersyntese)]] | * [[Überlagerung von harmonischen Schwingungen (Fouriersyntese)]] | ||
* [[Zerlegung in harmonische Schwingungen (Fourieranalyse)]] | * [[Zerlegung in harmonische Schwingungen (Fourieranalyse)]] | ||
| + | |||
| + | ===Energiezufuhr und Energie"verlust" von Schwingungen=== | ||
| + | * [[Energiezufuhr bei Schwingungen]] | ||
| + | * [[Lernzirkel: Schwingungen in Natur und Technik]] | ||
* [[Gedämpfte Schwingungen]] | * [[Gedämpfte Schwingungen]] | ||
* [[Aufgaben zu Schwingungen]] ([[Aufgaben zu Schwingungen (Lösungen)|Lösungen]]) | * [[Aufgaben zu Schwingungen]] ([[Aufgaben zu Schwingungen (Lösungen)|Lösungen]]) | ||
| + | |||
| + | |||
* [[Links zu mechanischen Schwingungen]] | * [[Links zu mechanischen Schwingungen]] | ||
Version vom 26. September 2016, 16:46 Uhr
Inhaltsverzeichnis
- 1 Einführung
- 2 Experimentell-induktives Vorgehen am Beispiel einer Schwingung
- 3 Theoretisch-deduktives Vorgehen am Beispiel der Energie
- 4 Verschiedene Methoden der Bewegungsuntersuchung
- 5 Mechanik
- 6 Mechanische Schwingungen
- 7 Mechanische Wellen
- 8 Grundlagen elektrischer, magnetischer und schwerer Felder
- 9 Das elektrische Feld
- 10 Elektro-Magnetismus
- 11 Licht
- 12 Grundlagen der Quantentheorie
- 13 Atomphysik und die Schrödingergleichung
- 14 Spezielle Relativitätstheorie
- 15 Chaostheorie
Einführung
Experimentell-induktives Vorgehen am Beispiel einer Schwingung
Theoretisch-deduktives Vorgehen am Beispiel der Energie
Wiederholung und Vertiefung des Wissens aus Klasse 8-11.
Verschiedene Methoden der Bewegungsuntersuchung
- Numerische Simulation eines Fadenpendels mit einer Tabellenkalkulation
- Bewegungsanalyse mit einem Stroboskop
- Bewegungsanalyse mit einem Video (VIANA)
- Bewegungsanalyse mit einem Video (Tracker)
Mechanik
Hier findet man eine kurze Wiederholung der Mittelstufe in Stichworten. Ausführlicher ist die Darstellung der 10. Klasse.
- Beschreiben von Bewegungen in einem gewählten Koordinatensystem.
- Dynamik
- Bewegungszustände und deren Veränderungen (Newtonsche Axiome). Die Erhaltungsgrößen Impuls und Energie.
Mechanische Schwingungen
- Hier werden anhand von wichtigen Beispielen die zentralen Begriffe einer Schwingung erläutert.
Experimentelle Untersuchung einer Schwingung
Kinematik einer harmonischen Schwingung
- Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit der Zeigerdarstellung
- Die Bewegungsgesetze einer harmonischen Schwingung
Dynamik einer harmonischen Schwingung
- Energie und Impuls einer mechanischen Schwingung
- Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit einer Differentialgleichung
- Praktikum: Untersuchung von Schwingungen mit der Differentialgleichung
Überlagerung und Zerlegung von Schwingungen
- Überlagerung von harmonischen Schwingungen (Fouriersyntese)
- Zerlegung in harmonische Schwingungen (Fourieranalyse)
Energiezufuhr und Energie"verlust" von Schwingungen
Mechanische Wellen
- Grundbegriffe und Beispiele zu mechanischen Wellen
- Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle
- Energietransport einer Welle (Intensität)
- Zeigermodell und Wellengleichung
- Interferenz
- Beugung an Öffnungen und Hindernissen
- Das Huygenssche Prinzip
- Reflektion und Brechung
- Dopplereffekt
- Eigenschwingungen von ausgedehnten Gegenständen ("Stehende Wellen")
- Aufgaben zu Wellen (Lösungen)
- Links zu Wellen
Grundlagen elektrischer, magnetischer und schwerer Felder
- Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)
- Lernzirkel: Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)
- Fern- und Nahwirkungstheorie
- Feldenergie (qualitativ)
- Felduntersuchung mit Probekörpern (Monopolen)
- Graphische Darstellung von Feldern
- Dipole im elektrischen und magnetischen Feld
- Die Feldstärke als gerichteter Ortsfaktor
- Das Zentralfeld und die Abstandsgesetze (Gravitationsgesetz, Coulomb-Gesetz, magnetisches Coulomb-Gesetz)
- Ladung als Quellenstärke und der Fluß eines Feldes
- Das Potential eines Feldes
- Feldenergie (quantitativ)
Das elektrische Feld
- Elektrostatik Grundlagen
- Wiederholung elektrischer Grundbegriffe
- Untersuchung des elektrischen Feldes mit Dipolen (Grieskörnchenversuche)
- Flächenladungsdichte, elektrische Feldkonstante und erste Maxwellsche Gleichung
- Geladene Teilchen in elektrischen Feldern
- Das Oszilloskop
- Der Kondensator
- Praktikum: Einen Kondensator laden und entladen
- Die Energie des elektrischen Feldes
- Materie im elektrischen Feld
- Messen der Elementarladung (Millikan-Versuch mit Öltröpfchen)
- Aufgaben zum elektrischen Feld
- Links zur Elektrizitätslehre
Elektro-Magnetismus
- Magnetfelderzeugung durch elektrische Ströme
- Praktikum: Magnetfelder durch elektrische Ströme
- Die magnetische Feldstärke
- Messung der magnetischen Ladung (4st)
- Kraftwirkung auf elektrische Ströme im Magnetfeld
- Das Induktionsgesetz und die magnetische Flussdichte
- Lernzirkel: Induktion
- Der Transformator
- Selbstinduktion
- Energieübertragung durch Induktion: Lenzsche Regel und Wirbelströme
- Die Energie des magnetischen Feldes
- Praktikum: Drahtlose Energieübertragung
- Die Maxwellschen Gleichungen
Elektromagnetische Schwingungen und Wellen
- Der elektrische Schwingkreis
- Energiezufuhr bei Schwingkreisen
- Der Tesla-Transformator
- Grundbegriffe und Beispiele zu elektromagnetischen Wellen
- Versuche mit Mikrowellen
- Absorption von elektromagnetischen Wellen (Mikrowellen)
- Reflexion von elektromagnetischen Wellen (Mikrowellen)
- Beugung und Interferenz von elektromagnetischen Wellen (Mikrowellen)
- Brechung von elektromagnetischen Wellen (Mikrowellen)
- Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Welle in Medien
- Polarisation einer elektromagnetischen Welle
- Versuche mit dem Mikrowellenherd
- Das elektromagnetische Spektrum
Licht
Mind map zum Licht. (freeplane-Datei) vergrößern Mind map zum Licht. (freeplane-Datei)
Die Welleneigenschaften des Lichts
- Doppelspaltversuch (Schatten eines Haares)
- der Einfachspaltversuch
- Optische Gitter
- Interferenz an einer Seifenhaut (dünne Schicht)
- Berechnung von Intensitäten von Einfachspalt, Doppelspalt und Mehrfachspalt mit Zeigern
- Die Kohärenz von Licht
- Polarisation von Licht
- Brechung von Licht
- Das Auflösungsvermögen von optischen Geräten
- Der Laser
- Das Michelson Interferometer
Grundlagen der Quantentheorie
Licht als Teilchen
- Der Photoeffekt
- Umkehrung des Photoeffekts in einer Leuchtdiode (LED)
- Masse & Impuls von Photonen - Der Compton-Effekt
Welleneigenschaften von Teilchen
Quantentheorie nach Schrödinger (Wellenfunktion) und Feynman (Pfadintegrale)
- Der Doppelspaltversuch mit Wellen und Teilchen
- Ein-Teilchen-Experimente
- Zustandsfunktion, Superpositionsprinzip und Wahrscheinlichkeitsinterpretation beim Doppelspalt (Zeigermodell)
- Der Quantenradierer
- Reflektion von Lichtquanten an einem Spiegel
- Quantentheoretische Untersuchung der geradlinigen Lichtausbreitung
- Ein Vergleich von klassischer Physik mit Quantenphysik
- Philosophie Fragen und Interpretationen der Quantentheorie
- Der Knaller Test
Messungen in der Quantenmechanik
Aufgaben zur Quantenphysik
- Aufgaben zur Quantentheorie
- Klausur zur Quantentheorie
- Fragen zur Wellen- Teilchen- und Quantentheorie
Etwas Philosophie und Geschichte
- Philosophie der Wahrscheinlichkeit
- Tabellarische Übersicht der Experimente der Atom- und Quantenphysik
- Atommodelle
Atomphysik und die Schrödingergleichung
- Kurzer geschichticher Abriss der Atommodelle
- Lichtquellen und Spektrallinien
- Das Bohrsche Atommodell
- Eingesperrte Quanten; der Potentialtopf
- Heuristische Herleitung der eindimensionalen zeitunabhängigen Schrödingergleichung
- Heuristische Lösungen der eindimensionalen zeitunabhängigen Schrödingergleichung
- Numerisches Lösungsverfahren für die eindimensionale zeitunabhängige Schrödingergleichung
- Links zur Atomphysik
