Inhalt Physik LK 21/22: Unterschied zwischen den Versionen
Aus Schulphysikwiki
(→Einschub) |
(→Theoretisch-deduktives Vorgehen am Beispiel der Energie) |
||
(43 dazwischenliegende Versionen des gleichen Benutzers werden nicht angezeigt) | |||
Zeile 66: | Zeile 66: | ||
[[Bild:Wellen.png|thumb|Mind map zu Wellen. ([[Media:Wellen.mm|freeplane-Datei)]]]] | [[Bild:Wellen.png|thumb|Mind map zu Wellen. ([[Media:Wellen.mm|freeplane-Datei)]]]] | ||
* [[Grundbegriffe und Beispiele zu mechanischen Wellen]] | * [[Grundbegriffe und Beispiele zu mechanischen Wellen]] | ||
+ | * [[Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle]] | ||
+ | * [[Zeigermodell und Wellengleichung]] | ||
+ | * [[Interferenz]] | ||
+ | * [[Brechung]] | ||
+ | * [[Dopplereffekt]] | ||
+ | * [[Eigenschwingungen von ausgedehnten Gegenständen ("Stehende Wellen")]] | ||
+ | **[[Praktikum: Bau einer Panflöte aus Reagenzgläsern]] | ||
Zeile 71: | Zeile 78: | ||
* [[Aufgaben zu Wellen]] ([[Aufgaben zu Wellen (Lösungen)|Lösungen]]) | * [[Aufgaben zu Wellen]] ([[Aufgaben zu Wellen (Lösungen)|Lösungen]]) | ||
* [[Links zu Wellen]] | * [[Links zu Wellen]] | ||
+ | |||
+ | ==Grundlagen elektrischer, magnetischer und schwerer Felder== | ||
+ | [[Bild:Felder.png|thumb|Mind map zu Feldern. ([[Media:Felder.mm|freeplane-Datei)]]]] | ||
+ | |||
+ | * [[Die Maxwellschen Gleichungen|Ein gewagter Vorausblick auf die Maxwell-Gleichungen]] | ||
+ | * [[Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)]] | ||
+ | * [[Fern- und Nahwirkungstheorie oder "Was ist ein Feld?"]] | ||
+ | * [[Feldenergie (qualitativ)]] | ||
+ | * [[Felduntersuchung mit Probekörpern (Monopolen)]] | ||
+ | * [[Graphische Darstellung von Feldern]] | ||
+ | * [[Die Feldstärke als gerichteter Ortsfaktor]] | ||
+ | * [[Das Potential eines Feldes]] | ||
+ | ** [[Praktikum: Äquipotentialflächen messen]] | ||
+ | * [[Dipole im elektrischen und magnetischen Feld]] | ||
+ | * [[Das Zentralfeld und die Abstandsgesetze (Gravitationsgesetz, Coulomb-Gesetz, magnetisches Coulomb-Gesetz)]] | ||
+ | * [[Ladung als Quellenstärke und der Fluss eines Feldes]] | ||
+ | * [[Feldenergie (quantitativ)]] | ||
+ | * [[Flächenladungsdichte, elektrische Feldkonstante und erste Maxwellsche Gleichung]] | ||
+ | * [[Material im magnetischen Feld (4st)]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | *[[Aufgaben zu den Grundlagen über Felder]] ([[Aufgaben zu den Grundlagen über Felder - Lösungen|Lösungen]]) | ||
+ | |||
+ | * [[Das Wichtigste über Felder (Zusammenfassung)]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ==Elektrische Bauteile== | ||
+ | * [[Das Oszilloskop]] | ||
+ | * [[Der Kondensator]] | ||
+ | * [[Praktikum: Einen Kondensator laden und entladen]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | * [[Aufgaben zum elektrischen Feld]] ([[Aufgaben zum elektrischen Feld (Lösungen)|Lösungen]]) | ||
+ | * [[Zusammenfassung: Das elektrische Feld]] | ||
+ | * [[Links zur Elektrizitätslehre]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ==Elektro-Magnetismus== | ||
+ | * [[Magnetfelderzeugung durch elektrische Ströme]] | ||
+ | ::[[(W2b) Wirkung: Magnetfeld (Elektromagnet/Elektromotor)|Elektro-Magnet und Elektro-Motor]] | ||
+ | * [[Die magnetische Feldstärke]] | ||
+ | * [[Praktikum: Messung der magnetischen Ladung und der magnetischen Polarisation eines Stabmagneten]] | ||
+ | * [[Kraftwirkung auf elektrische Ströme im Magnetfeld - die Lorentzkraft]] | ||
+ | ** [[Untersuchung eines Elektromagneten]] | ||
+ | ** [[Der Halleffekt]] | ||
+ | **[[Praktikum: Der Halleffekt bei Halbleitern]] | ||
+ | ** [[Ladungen im magnetischen Feld (Lorentzkraft)]] | ||
+ | |||
+ | *[[Aufgaben zum magnetischen Feld]] ([[Lösungen der Aufgaben zum magnetischen Feld|Lösungen]]) | ||
+ | |||
+ | |||
+ | * [[Das Induktionsgesetz und die magnetische Flussdichte]] | ||
+ | * [[Der Transformator]] | ||
+ | * [[Selbstinduktion]] | ||
+ | * [[Energieübertragung durch Induktion: Lenzsche Regel und Wirbelströme]] | ||
+ | * [[Die Spule]] | ||
+ | |||
+ | * [[Aufgaben zum Elektro-Magnetismus]] ([[Aufgaben zum Elektro-Magnetismus (Lösungen)|Lösungen]]) | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ===Elektromagnetische Schwingungen und Wellen=== | ||
+ | * [[Der elektrische Schwingkreis]] | ||
+ | * [[Energiezufuhr bei Schwingkreisen]] | ||
+ | * [[Der Tesla-Transformator]] | ||
+ | * [[Verallgemeinerung des Induktionsgesetzes (Erzeugung von elektrischen Wirbelfeldern)]] | ||
+ | |||
+ | * [[Die Maxwellschen Gleichungen]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | * [[Grundbegriffe und Beispiele zu elektromagnetischen Wellen]] | ||
+ | * [[Das elektromagnetische Spektrum]] | ||
+ | |||
+ | *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: [https://www.physi.uni-heidelberg.de/Einrichtungen/AP/Elearning/anleitungen/apl/E4Mikrowellenn09.pdf Mikrowellen Erzeugung und Ausbreitung Elektromagnetischer Wellen] (Physik Uni Heidelberg) | ||
+ | |||
+ | *[[Aufgaben zu elektromagnetischen Schwingungen und Wellen]] ([[Aufgaben zu elektromagnetischen Schwingungen und Wellen (Lösungen)|Lösungen]]) | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ==Licht== | ||
+ | Mind map zum Licht. (freeplane-Datei) | ||
+ | vergrößern | ||
+ | Mind map zum Licht. (freeplane-Datei) | ||
+ | |||
+ | ===Die Welleneigenschaften des Lichts=== | ||
+ | * [[Der Doppelspaltversuch mit Licht]] | ||
+ | * [[Die Kohärenz von Licht]] | ||
+ | * [[der Einfachspaltversuch]] | ||
+ | * [[Optische Gitter]] | ||
+ | * [[Praktikum: Messen mit Interferenz von Licht]] | ||
+ | * [[Berechnung von Intensitäten von Einfachspalt, Doppelspalt und Mehrfachspalt mit Zeigern]] | ||
+ | * [[Interferenz an einer Seifenhaut (dünne Schicht)]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | * [[Aufgaben zum Licht als Welle]] ([[Aufgaben zum Licht als Welle (Lösungen)|Lösungen]]) | ||
+ | |||
+ | *[[Links zum Thema Licht]] | ||
+ | |||
+ | ==Grundlagen der Quantentheorie== | ||
+ | |||
+ | ===Licht als Teilchen=== | ||
+ | * [[Der Photoeffekt]] | ||
+ | * [[Umkehrung des Photoeffekts in einer Leuchtdiode (LED)]] | ||
+ | * [[Masse & Impuls von Photonen - Der Compton-Effekt]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | * [[Aufgaben zum Licht als Teilchen]] ([[Lösungen der Aufgaben zum Licht als Teilchen|Lösungen]]) | ||
+ | |||
+ | ===Welleneigenschaften von Materie=== | ||
+ | * [[Materiewellen nach de Broglie]] | ||
+ | |||
+ | ===Welle-Teilchen-Dualismus=== | ||
+ | *[[Der Welle-Teilchen-Dualismus - Vorstufe zur Quantentheorie]] | ||
+ | |||
+ | ===Quantentheorie nach Schrödinger (Wellenfunktion) und Feynman (Pfadintegrale)=== | ||
+ | * [[Zustandsfunktion, Superpositionsprinzip und Wahrscheinlichkeitsinterpretation beim Doppelspalt (Zeigermodell)]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | * [[Links zur Quantentheorie]] | ||
+ | |||
+ | ==Theoretisch-deduktives Vorgehen am Beispiel der Energie== | ||
+ | |||
+ | Wiederholung und Vertiefung des Wissens aus Klasse 8-11. | ||
+ | |||
+ | * [[Das Konzept der Energie (Energieträger und Potential)|Das Konzept der Energie]] | ||
+ | * [[Praktikum: "Wärme": Messung von Entropie- und Energiemengen bei Wasser]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | * [[Aufgaben zum Konzept der Energie]] ([[Lösungen der Aufgaben zum Konzept der Energie|Lösungen]]) | ||
+ | |||
+ | ==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]] | ||
+ | |||
+ | * [[Die Schrödingergleichung des Wasserstoffatoms (Orbitale)]] | ||
+ | * [[Das Hybrid-Orbital]] | ||
+ | |||
+ | * [[Der Franck-Hertz-Versuch]] | ||
+ | |||
+ | * [[Aufgaben zur Atomphysik und der Schrödingergleichung]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | ---- | ||
+ | ---- | ||
+ | * [[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=== | ||
+ | * [[Die Heisenbergsche Unschärferelation]] | ||
+ | * [[Verwendung von Wellenpaketen und Fouriertransformation]] | ||
+ | |||
+ | ===Etwas Philosophie und Geschichte=== | ||
+ | * [[Philosophie der Wahrscheinlichkeit]] | ||
+ | * [[Tabellarische Übersicht der Experimente der Atom- und Quantenphysik]] | ||
+ | * [[Atommodelle]] | ||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | |||
+ | ---- | ||
+ | ---- | ||
+ | * [[Geschichte des Lichts]] | ||
+ | * [[Messung der Lichtgeschwindigkeit]] | ||
+ | * [[Polarisation von Licht]] | ||
+ | * [[Brechung von Licht]] | ||
+ | * [[Das Auflösungsvermögen von optischen Geräten]] | ||
+ | * [[Der Laser]] | ||
+ | * [[Das Michelson Interferometer]] |
Aktuelle Version vom 20. Juni 2023, 13:42 Uhr
Inhaltsverzeichnis
- 1 Mechanik
- 2 Mechanische Schwingungen
- 3 Einschub
- 4 Mechanische Wellen
- 5 Grundlagen elektrischer, magnetischer und schwerer Felder
- 6 Elektrische Bauteile
- 7 Elektro-Magnetismus
- 8 Licht
- 9 Grundlagen der Quantentheorie
- 10 Theoretisch-deduktives Vorgehen am Beispiel der Energie
- 11 Atomphysik und die Schrödingergleichung
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
Wiederholung aus Klasse 10: Kreisbewegungen
- Kinematik (Bahngeschwindigkeit und Frequenz) der Kreisbewegung
- Dynamik (Zentripetalkraft und Bahnimpuls) der Kreisbewegung
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
Energiezufuhr und Energie"verlust" von Schwingungen
Überlagerung und Zerlegung von Schwingungen
- Überlagerung von harmonischen Schwingungen (Fouriersyntese)
- Zerlegung in harmonische Schwingungen (Fourieranalyse)
Einschub
Mechanische Wellen
- Grundbegriffe und Beispiele zu mechanischen Wellen
- Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle
- Zeigermodell und Wellengleichung
- Interferenz
- Brechung
- Dopplereffekt
- Eigenschwingungen von ausgedehnten Gegenständen ("Stehende Wellen")
Grundlagen elektrischer, magnetischer und schwerer Felder
- Ein gewagter Vorausblick auf die Maxwell-Gleichungen
- Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)
- Fern- und Nahwirkungstheorie oder "Was ist ein Feld?"
- Feldenergie (qualitativ)
- Felduntersuchung mit Probekörpern (Monopolen)
- Graphische Darstellung von Feldern
- Die Feldstärke als gerichteter Ortsfaktor
- Das Potential eines Feldes
- Dipole im elektrischen und magnetischen Feld
- Das Zentralfeld und die Abstandsgesetze (Gravitationsgesetz, Coulomb-Gesetz, magnetisches Coulomb-Gesetz)
- Ladung als Quellenstärke und der Fluss eines Feldes
- Feldenergie (quantitativ)
- Flächenladungsdichte, elektrische Feldkonstante und erste Maxwellsche Gleichung
- Material im magnetischen Feld (4st)
Elektrische Bauteile
- Aufgaben zum elektrischen Feld (Lösungen)
- Zusammenfassung: Das elektrische Feld
- Links zur Elektrizitätslehre
Elektro-Magnetismus
- 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
- Der Transformator
- Selbstinduktion
- Energieübertragung durch Induktion: Lenzsche Regel und Wirbelströme
- Die Spule
Elektromagnetische Schwingungen und Wellen
- Der elektrische Schwingkreis
- Energiezufuhr bei Schwingkreisen
- Der Tesla-Transformator
- Verallgemeinerung des Induktionsgesetzes (Erzeugung von elektrischen Wirbelfeldern)
- 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)
Licht
Mind map zum Licht. (freeplane-Datei) vergrößern Mind map zum Licht. (freeplane-Datei)
Die Welleneigenschaften des Lichts
- Der Doppelspaltversuch mit Licht
- Die Kohärenz von Licht
- der Einfachspaltversuch
- Optische Gitter
- Praktikum: Messen mit Interferenz von Licht
- Berechnung von Intensitäten von Einfachspalt, Doppelspalt und Mehrfachspalt mit Zeigern
- Interferenz an einer Seifenhaut (dünne Schicht)
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)
Theoretisch-deduktives Vorgehen am Beispiel der Energie
Wiederholung und Vertiefung des Wissens aus Klasse 8-11.
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
- 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