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* [[Praktikum: "Wärme": Messung von Entropie- und Energiemengen bei Wasser]] | * [[Praktikum: "Wärme": Messung von Entropie- und Energiemengen bei Wasser]] | ||
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==Verschiedene Methoden der Bewegungsuntersuchung== | ==Verschiedene Methoden der Bewegungsuntersuchung== | ||
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:Beschreiben von Bewegungen in einem gewählten Koordinatensystem. | :Beschreiben von Bewegungen in einem gewählten Koordinatensystem. | ||
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*Dynamik | *Dynamik | ||
:Bewegungszustände und deren Veränderungen (Newtonsche Axiome). Die Erhaltungsgrößen Impuls und Energie. | :Bewegungszustände und deren Veränderungen (Newtonsche Axiome). Die Erhaltungsgrößen Impuls und Energie. | ||
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:Hier werden anhand von wichtigen Beispielen die zentralen Begriffe einer Schwingung erläutert. | :Hier werden anhand von wichtigen Beispielen die zentralen Begriffe einer Schwingung erläutert. | ||
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* [[Untersuchung einer harmonischen Federschwingung]] | * [[Untersuchung einer harmonischen Federschwingung]] | ||
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* [[Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit der Zeigerdarstellung]] | * [[Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit der Zeigerdarstellung]] | ||
* [[Die Bewegungsgesetze einer harmonischen Schwingung]] | * [[Die Bewegungsgesetze einer harmonischen Schwingung]] | ||
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* [[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]] | ||
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* [[Überlagerung von harmonischen Schwingungen (Fouriersyntese)]] | * [[Überlagerung von harmonischen Schwingungen (Fouriersyntese)]] | ||
* [[Zerlegung in harmonische Schwingungen (Fourieranalyse)]] | * [[Zerlegung in harmonische Schwingungen (Fourieranalyse)]] | ||
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| + | ===Energiezufuhr und Energie"verlust" von Schwingungen=== | ||
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* [[Gedämpfte Schwingungen]] | * [[Gedämpfte Schwingungen]] | ||
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* [[Felduntersuchung mit Probekörpern (Monopolen)]] | * [[Felduntersuchung mit Probekörpern (Monopolen)]] | ||
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* [[Das Potential eines Feldes]] | * [[Das Potential eines Feldes]] | ||
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* [[Feldenergie (quantitativ)]] | * [[Feldenergie (quantitativ)]] | ||
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* [[Wiederholung elektrischer Grundbegriffe]] | * [[Wiederholung elektrischer Grundbegriffe]] | ||
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* [[Flächenladungsdichte, elektrische Feldkonstante und erste Maxwellsche Gleichung]] | * [[Flächenladungsdichte, elektrische Feldkonstante und erste Maxwellsche Gleichung]] | ||
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* [[Geladene Teilchen in elektrischen Feldern]] | * [[Geladene Teilchen in elektrischen Feldern]] | ||
* [[Das Oszilloskop]] | * [[Das Oszilloskop]] | ||
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* [[Praktikum: Einen Kondensator laden und entladen]] | * [[Praktikum: Einen Kondensator laden und entladen]] | ||
* [[Die Energie des elektrischen Feldes]] | * [[Die Energie des elektrischen Feldes]] | ||
| − | * [[ | + | * [[Materie im elektrischen Feld]] |
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| − | + | * [[Zusammenfassung: Das elektrische Feld]] | |
| − | + | * [[Links zur Elektrizitätslehre]] | |
| − | * [[ | + | ==Elektro-Magnetismus== |
| − | * [[ | + | * [[Magnetfelderzeugung durch elektrische Ströme]] |
| − | + | **Praktikum: Magnetfelder durch elektrische Ströme | |
| − | + | ::[[(W2a) Wirkung: Magnetfeld (Spule)|Felder in Spule und um Leiter]] | |
| − | + | ::[[(W2b) Wirkung: Magnetfeld (Elektromagnet/Elektromotor)|Elektro-Magnet und Elektro-Motor]] | |
| − | + | ::Veraltet: [[Praktikum: Magnetfelder durch elektrische Ströme]] | |
| − | + | * [[Die magnetische Feldstärke]] | |
| − | * [[Kraftwirkung auf elektrische Ströme im Magnetfeld | + | * [[Praktikum: Messung der magnetischen Ladung und der magnetischen Polarisation eines Stabmagneten]] |
| − | + | * [[Kraftwirkung auf elektrische Ströme im Magnetfeld - die Lorentzkraft]] | |
** [[Ladungen im magnetischen Feld (Lorentzkraft)]] | ** [[Ladungen im magnetischen Feld (Lorentzkraft)]] | ||
| − | * [[ | + | ** [[Untersuchung eines Elektromagneten]] |
| − | * [[ | + | ** [[Der Halleffekt]] |
| − | * [[ | + | **[[Praktikum: Der Halleffekt bei Halbleitern]] |
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* [[Das Induktionsgesetz und die magnetische Flussdichte]] | * [[Das Induktionsgesetz und die magnetische Flussdichte]] | ||
| + | * [[Messen des magnetischen Flusses - das Fluxmeter]] | ||
| + | * [[Technische Anwendungen der Induktion bei Geräten]] | ||
* [[Lernzirkel: Induktion]] | * [[Lernzirkel: Induktion]] | ||
| + | * [[Der Transformator]] | ||
* [[Selbstinduktion]] | * [[Selbstinduktion]] | ||
* [[Energieübertragung durch Induktion: Lenzsche Regel und Wirbelströme]] | * [[Energieübertragung durch Induktion: Lenzsche Regel und Wirbelströme]] | ||
| − | * [[Die | + | * [[Die Spule]] |
* [[Praktikum: Drahtlose Energieübertragung]] | * [[Praktikum: Drahtlose Energieübertragung]] | ||
* [[Die Maxwellschen Gleichungen]] | * [[Die Maxwellschen Gleichungen]] | ||
| − | * [[Aufgaben zum Elektro-Magnetismus]] | + | |
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| + | * [[Aufgaben zum Elektro-Magnetismus]] ([[Aufgaben zum Elektro-Magnetismus (Lösungen)|Lösungen]]) | ||
===Elektromagnetische Schwingungen und Wellen=== | ===Elektromagnetische Schwingungen und Wellen=== | ||
* [[Der elektrische Schwingkreis]] | * [[Der elektrische Schwingkreis]] | ||
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* [[Energiezufuhr bei Schwingkreisen]] | * [[Energiezufuhr bei Schwingkreisen]] | ||
* [[Der Tesla-Transformator]] | * [[Der Tesla-Transformator]] | ||
| − | * [[ | + | * [[Grundbegriffe und Beispiele zu elektromagnetischen Wellen]] |
| − | * | + | *Versuche mit Mikrowellen |
| − | * [[Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Welle in Medien]] | + | ** [[Absorption von elektromagnetischen Wellen (Mikrowellen)]] |
| − | * [[Polarisation einer | + | ** [[Reflexion von elektromagnetischen Wellen (Mikrowellen)]] |
| − | * [[Versuche mit dem Mikrowellenherd]] | + | ** [[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]] | ||
| + | ** Lehramtspraktikum: [https://www.physi.uni-heidelberg.de/Einrichtungen/AP/Elearning/anleitungen/apl/E4Mikrowellenn09.pdf Mikrowellen Erzeugung und Ausbreitung Elektromagnetischer Wellen] (Physik Uni Heidelberg) | ||
* [[Das elektromagnetische Spektrum]] | * [[Das elektromagnetische Spektrum]] | ||
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* [[der Einfachspaltversuch]] | * [[der Einfachspaltversuch]] | ||
* [[Optische Gitter]] | * [[Optische Gitter]] | ||
* [[Interferenz an einer Seifenhaut (dünne Schicht)]] | * [[Interferenz an einer Seifenhaut (dünne Schicht)]] | ||
| − | * [[Berechnung von Intensitäten | + | * [[Berechnung von Intensitäten von Einfachspalt, Doppelspalt und Mehrfachspalt mit Zeigern]] |
* [[Die Kohärenz von Licht]] | * [[Die Kohärenz von Licht]] | ||
* [[Polarisation von Licht]] | * [[Polarisation von Licht]] | ||
* [[Brechung von Licht]] | * [[Brechung von Licht]] | ||
* [[Das Auflösungsvermögen von optischen Geräten]] | * [[Das Auflösungsvermögen von optischen Geräten]] | ||
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* [[Das Michelson Interferometer]] | * [[Das Michelson Interferometer]] | ||
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* [[Masse & Impuls von Photonen - Der Compton-Effekt]] | * [[Masse & Impuls von Photonen - Der Compton-Effekt]] | ||
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* [[Materiewellen nach de Broglie]] | * [[Materiewellen nach de Broglie]] | ||
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===Quantentheorie nach Schrödinger (Wellenfunktion) und Feynman (Pfadintegrale)=== | ===Quantentheorie nach Schrödinger (Wellenfunktion) und Feynman (Pfadintegrale)=== | ||
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* [[Zustandsfunktion, Superpositionsprinzip und Wahrscheinlichkeitsinterpretation beim Doppelspalt (Zeigermodell)]] | * [[Zustandsfunktion, Superpositionsprinzip und Wahrscheinlichkeitsinterpretation beim Doppelspalt (Zeigermodell)]] | ||
* [[Der Quantenradierer]] | * [[Der Quantenradierer]] | ||
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* [[Ein Vergleich von klassischer Physik mit Quantenphysik]] | * [[Ein Vergleich von klassischer Physik mit Quantenphysik]] | ||
* [[Philosophie Fragen und Interpretationen der Quantentheorie]] | * [[Philosophie Fragen und Interpretationen der Quantentheorie]] | ||
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===Messungen in der Quantenmechanik=== | ===Messungen in der Quantenmechanik=== | ||
* [[Die Heisenbergsche Unschärferelation]] | * [[Die Heisenbergsche Unschärferelation]] | ||
* [[Verwendung von Wellenpaketen und Fouriertransformation]] | * [[Verwendung von Wellenpaketen und Fouriertransformation]] | ||
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* [[Tabellarische Übersicht der Experimente der Atom- und Quantenphysik]] | * [[Tabellarische Übersicht der Experimente der Atom- und Quantenphysik]] | ||
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* [[Das Bohrsche Atommodell]] | * [[Das Bohrsche Atommodell]] | ||
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Aktuelle Version vom 23. Februar 2023, 10:23 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
- Streuung und Reflektion
- Brechung
- Dopplereffekt
- Eigenschwingungen von ausgedehnten Gegenständen ("Stehende Wellen")
- Aufgaben zu Wellen (Lösungen)
- Links zu Wellen
Grundlagen elektrischer, magnetischer und schwerer Felder
- Fern- und Nahwirkungstheorie oder "Was ist ein Feld?"
- Feldenergie (qualitativ)
- Felduntersuchung mit Probekörpern (Monopolen)
- Graphische Darstellung von Feldern
- Dipole im elektrischen und magnetischen Feld
- Die Feldstärke als gerichteter Ortsfaktor
- Material im magnetischen Feld (4st)
- Das Potential eines Feldes
- Das Zentralfeld und die Abstandsgesetze (Gravitationsgesetz, Coulomb-Gesetz, magnetisches Coulomb-Gesetz)
- Ladung als Quellenstärke und der Fluss 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 (Lösungen)
- Zusammenfassung: Das elektrische Feld
- Links zur Elektrizitätslehre
Elektro-Magnetismus
- Magnetfelderzeugung durch elektrische Ströme
- Praktikum: Magnetfelder durch elektrische Ströme
- Die magnetische Feldstärke
- Praktikum: Messung der magnetischen Ladung und der magnetischen Polarisation eines Stabmagneten
- Kraftwirkung auf elektrische Ströme im Magnetfeld - die Lorentzkraft
- Das Induktionsgesetz und die magnetische Flussdichte
- Messen des magnetischen Flusses - das Fluxmeter
- Technische Anwendungen der Induktion bei Geräten
- Lernzirkel: Induktion
- Der Transformator
- Selbstinduktion
- Energieübertragung durch Induktion: Lenzsche Regel und Wirbelströme
- Die Spule
- 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
- Lehramtspraktikum: Mikrowellen Erzeugung und Ausbreitung Elektromagnetischer Wellen (Physik Uni Heidelberg)
- Das elektromagnetische Spektrum
Licht
Mind map zum Licht. (freeplane-Datei) vergrößern Mind map zum Licht. (freeplane-Datei)
Die Welleneigenschaften des Lichts
- Der Doppelspaltversuch mit Licht
- 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 Materie
Welle-Teilchen-Dualismus
Quantentheorie nach Schrödinger (Wellenfunktion) und Feynman (Pfadintegrale)
- 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
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
