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| − | + | *** Anregung eines Schwingkreises durch die Spule + Induktion einer Spannung | |
| − | + | ==> Wechselstrom im Schwingkreis | |
| − | Wechselstrom im Schwingkreis | + | *** Wechselstrom hat zu hohe Frequenz für Lautsprecher |
| − | + | ==> Einbau einer Diode (Diode lässt Strom nur in eine Richtung durch; dadurch verringert sich die Frequenz, die Elektronen schwingen langsamer) | |
| − | Einbau einer Diode (Diode lässt Strom nur in eine Richtung durch; dadurch verringert sich die Frequenz, die Elektronen schwingen langsamer) | + | *** Tonausgabe am Lautsprecher nun möglich |
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| − | Verschiedene Töne: | + | **Verschiedene Töne: |
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| − | + | *** Veränderung der Amplitude des Signals (Schwingungen) bewirkt Ausgabe unterschiedlicher Töne (Musik, Stimme…) | |
| − | + | **** = Veränderung der Signalstärke | |
| − | + | **** Unterschiedliche Signalstärken bewirken unterschiedliche Spannungen im Schwingkreis verschiedene Tonausgaben am Lautsprecher | |
| − | Verschiedene Frequenzen (Sender): | + | **Verschiedene Frequenzen (Sender): |
| − | + | *** Eingebauter regelbarer Kondensator „filtert“ nichtgewollte Spannungen heraus | |
| − | nur gewünschte Spannung wird im Schwingkreis erzeugt | + | ==> nur gewünschte Spannung wird im Schwingkreis erzeugt |
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Version vom 19. November 2012, 20:36 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 über Felder
- 9 Das Gravitationsfeld
- 10 Das elektrische Feld
- 11 Magnetisches Feld
- 12 Elektro-Magnetismus
- 13 Licht
- 14 Grundlagen der Quantentheorie
- 15 Atomphysik und die Schrödingergleichung
- 16 Spezielle Relativitätstheorie
- 17 Chaostheorie
- 18 ALTES INHALTSVERZEICHNIS
- 18.1 Übersicht der physikalischen Größen, Einheiten und Konstanten
- 18.2 Grundlagen über Felder
- 18.3 Das Gravitationsfeld
- 18.4 Elektrisches Feld
- 18.5 Magnetisches Feld
- 18.6 Elektromagnetische Induktion
- 18.7 Energie des magnetischen Feldes
- 18.8 Mechanische Schwingungen
- 18.9 Mechanische Wellen
- 18.10 Elektromagnetische Wellen
- 18.11 Licht
- 18.12 Spezielle Relativitätstheorie
- 18.13 Quanten- und Atomphysik
Einführung
Experimentell-induktives Vorgehen am Beispiel einer Schwingung
Theoretisch-deduktives Vorgehen am Beispiel der Energie
Wiederholung und Vertiefung des Wissens aus Klasse 8-11.
- Energie
- Energie- und Energieträgerströme
- Aufgaben
- Praktikum: Bestimmung von Energie- und Entropiekapazität von Wasser und Wasserdampf
Verschiedene Methoden der Bewegungsuntersuchung
- Numerische Simulation eines Fadenpendels mit einer Tabellenkalkulation
- Bewegungsanalyse mit einem Stroboskop
- Bewegungsanalyse mit einem Video
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 Schaukel
- Energie und Impuls einer mechanischen Schwingung
- Energiezufuhr bei Schwingungen
- Lernzirkel: Schwingungen in Natur und Technik
- Untersuchung einer harmonischen Federschwingung
- Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit der Zeigerdarstellung
- Die Bewegungsgesetze einer harmonischen Schwingung
- Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit einer Differentialgleichung
- Praktikum: Untersuchung von Schwingungen mit der Differentialgleichung
- Woran man eine harmonische Schwingung erkennt (Vier gleichwertige Kriterien)
- Überlagerung von harmonischen Schwingungen (Fouriersyntese)
- Zerlegung in harmonische Schwingungen (Fourieranalyse)
- Gedämpfte Schwingungen
Mechanische Wellen
- Grundbegriffe und Beispiele zu mechanischen Wellen
- Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle
- Energietransport einer Welle (Intensität)
- Zeigermodell und Wellengleichung
- Interferenz
- Das Huygenssche Prinzip
- Reflektion und Brechung
- Beugung an Öffnungen und Hindernissen
- Dopplereffekt
- Eigenschwingungen von ausgedehnten Gegenständen ("Stehende Wellen")
- Aufgaben zu Wellen
- Links zu Wellen
Grundlagen über Felder
- Lernzirkel: Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)
- Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)
- Fern- und Nahwirkungstheorie
- Feldenergie
- Felduntersuchung mit Probekörpern (Monopolen)
- Graphische Darstellung von Feldern
- Dipole im Feld
- Die Feldstärke
- Das Zentralfeld und die Abstandsgesetze (Gravitationsgesetz, Coulomb-Gesetz, magnetisches Coulomb-Gesetz)
- Ladung als Quellstärke und der Fluß eines Feldes
- Das Potential eines Feldes
- Das Wichtigste über Felder (Zusammenfassung)
Das Gravitationsfeld
- Feldstärke des Gravitationsfeldes
- Potential des Gravitationsfeldes
- Das Zentrale Gravitationsfeld
- Messung der Gravitationskonstanten mit der Drehwaage nach Cavendish
- Links zum Gravitationsfeld
Das elektrische Feld
- Elektrostatik Grundlagen
- Wiederholung elektrischer Grundbegriffe
- Der elektrische Stromkreis
- Untersuchung des elektrischen Feldes mit Dipolen (Grieskörnchenversuche)
- Feldstärke des elektrischen Feldes
- Potential des elektrischen Feldes
- Praktikum: Äquipotentialflächen messen
- Flächenladungsdichte, elektrische Feldkonstante und erste Maxwellsche Gleichung
- Das zentrale elektrische Feld
- Geladene Teilchen in elektrischen Feldern
- Das Oszilloskop
- Flächenladungsdichte, elektrische Feldkonstante und erste Maxwellsche Gleichung
- Der Kondensator
- Praktikum: Einen Kondensator laden und entladen
- Die Energie des elektrischen Feldes
- Messen der Elementarladung (Millikanversuch)
- Aufgaben zum elektrischen Feld
- Links zur Elektrizitätslehre
Magnetisches Feld
Mind map zum Magnetfeld. (freeplane-Datei) vergrößern Mind map zum Magnetfeld. (freeplane-Datei)
- Untersuchen des magnetischen Feldes
- Felderzeugung durch Magnetisierung (4st)
- Material im magnetischen Feld (4st)
- Felderzeugung durch elektrische Ströme
- Kraftwirkung auf elektrische Ströme im Magnetfeld
- Aufgaben zum magnetischen Feld
- Fragen zur Klausur über Kondensator und Magnetfeld
- Links zum Magnetfeld
Elektro-Magnetismus
- Das Induktionsgesetz und die magnetische Flussdichte
- Lernzirkel: Induktion
- Selbstinduktion
- Energieübertragung durch Induktion: Lenzsche Regel und Wirbelströme
- Die Energie des magnetischen Feldes
- Praktikum: Drahtlose Energieübertragung
- Die Maxwellschen Gleichungen
- Aufgaben zum Elektro-Magnetismus
Elektromagnetische Schwingungen und Wellen
- Der elektrische Schwingkreis
- Mathematische Beschreibung von Schwingkreisen
- Energiezufuhr bei Schwingkreisen
- Der Tesla-Transformator
- Elektromagnetische Wellen
- Versuche mit Mikrowellen
- Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Welle in Medien
- Polarisation einer elektro-magnetischen Welle
- Versuche mit dem Mikrowellenherd
Licht
Mind map zum Licht. (freeplane-Datei) vergrößern Mind map zum Licht. (freeplane-Datei)
Die Welleneigenschaften des Lichts
- Messung der Lichtgeschwindigkeit
- Doppelspaltversuch (Schatten eines Haares)
- der Einfachspaltversuch
- Optische Gitter
- Die CD als Reflektionsgitter
- Interferenz an einer Seifenhaut (dünne Schicht)
- Berechnung von Intensitäten der Interferenzmuster mit Zeigern (Cornu-Spirale)
- Die Kohärenz von Licht
- Polarisation von Licht
- Brechung von Licht
- Das Auflösungsvermögen von optischen Geräten
- Das Michelson Interferometer
- Aufgaben zur Klausur (Maxwell, el-magn Wellen, Mikrowellen, Licht)
- Klausur zu elektromagnetischen Wellen und Licht
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
- Der Potentialtopf
Links
- Links zur Quantentheorie
- Lecture - 1 Introduction to Quantum Physics;Heisenbergs uncertainty principle
- Powers of ten Video von der diesem Film gewidmeten Seite
- Powers of ten als Java-Applet von Michael W. Davidson (National High Magnetic Field Laboratory)
Atomphysik und die Schrödingergleichung
- Kurzer geschichticher Abriss der Atommodelle
- 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
Spezielle Relativitätstheorie
Chaostheorie
- Einführung in die Chaostheorie
- Das chaotische Drehpendel
- Das chaotische Magnetpendel
- Das chaotische Doppelpendel
- Diskrete dynamische Systeme
ALTES INHALTSVERZEICHNIS
Übersicht der physikalischen Größen, Einheiten und Konstanten
Grundlagen über Felder
- Kraftübertragung
- Fern- und Nahwirkungstheorie
- Massen und Gravitationsfeld Wikipedia: Gravitation
- elektrische Ladung und elektrisches Feld
- magnetische Pole und magnetisches Feld
- Wikipedia: magnetische Monopole
- Stromfluss und Magnetfeld ???
Das Gravitationsfeld
- Graphische Darstellung
- Feldlinien unter Zugspannung
- Feldflächen
- Messung der Feldstärke
- Konzept des Probekörpers
- Stetige Verkleinerung des Probekörpers
- Unabhängigkeit von der Größe des Probekörpers
- Das Potential
- Berechnung der Energie durch Wegintegrale
- Veranschaulichung durch Potentialgebirge
- Script Uni-Tübingen
- Felderzeugende Masse und Feldstärke
- Newtonsches Gravitationsgesetz
- Cavendish-Experiment (Gravitations-Drehwaage)
- Gravitationskonstante
- Das Zentralfeld
- Wiederholung elektrischer Grundbegriffe
- Energietransport
- Ladung
- Potential
- Spannung
- Stromstärke
- Widerstand
Elektrisches Feld
- Einführung in die Elektrostatik
- Anziehung und Abstoßung
- Graphische Darstellung von elektrischen Feldern
- Grieskörnchenversuche
- Feldlinien / Zugspannung
- Feldflächen / Druckspannung
- Influenz
- Abschirmung (Faradayscher Käfig)
- Messung der Feldstärke
- Konzept des Probekörpers
- Stetige Verkleinerung des Probekörpers
- Unabhängigkeit von der Größe des Probekörpers
- Das Potential des elektrischen Feldes
- Felderzeugende Ladung und Feldstärke
- Flächenladungsdichte
- Das Coulombsche Gesetz Wikipedia: Coulombsches Gesetz
- Das Zentralfeld
- Kondensatoren
- Plattenkondensator
- Kapazität eines Kondensators
- Energie elektrischer Felder
- Materie im elektrischen Feld
- Milikanversuch
- Quantisierung der Ladung
- Geladene Teilchen in elektrischen Feldern
- Oszilloskop
Magnetisches Feld
Uni München, Elektromagnetismus
- Magnetfeld um einen Leiter
- Stromdurchflossenene Spule
- Feldstärke
- Geladene Teilchen in magnetischen Feldern
- e/m-Bestimmung eines Elektrons
- Fernsehröhre
- Lorentzkraft (Kraft auf bewegte Ladungen im Magnetfeld)
- Halleffekt
- Hallsonde
- Geschwindigkeitsfilter für bewegte Teilchen
- Wienfilter
Elektromagnetische Induktion
- Das Induktionsgesetz
- Energieerhaltung und Lenzsche Regel
- Selbstinduktion
- Induktivität einer Spule
Energie des magnetischen Feldes
- Dynamo (Wechselstromgenerator)
Mechanische Schwingungen
- Hier werden anhand von wichtigen Beispielen die zentralen Begriffe einer Schwingung erläutert.
- Mathematische Beschreibung von Schwingungen
- Harmonische Schwingung als Projektion einer Kreisbewegung
- Differentialgleichungen
- Überlagerung von harmonischen Schwingungen
- Gedämpfte Schwingungen
- Erzwungene Schwingungen
- Links
Mechanische Wellen
- Grundbegriffe und Beispiele zu mechanischen Wellen
- Wellenlänge
- Ausbreitungsgeschwindigkeit
- Amplitude
- Energie
- Überlagerung (Interferenz) von Wellen
- Stehende Wellen
Elektromagnetische Wellen
- Radio: Sender-Empfänger
- Signalumwandlung im Radio(AM-Methode)
Wie wird das ankommende Signal im Radio in einen Ton umgewandelt?
- Die AM-Methode:
- Ankommendes Signal, bestehend aus elektro-magnetischen Wellen (Schwingungen) Schwingungen werden auf die Teilchen (Elektronen) in der Antenne übertragen
- Ausbreitung der Teilchenbewegungen über ein Kabel in die Spule
- Erzeugung eines elektro-magnetischen Feldes
- Anregung eines Schwingkreises durch die Spule + Induktion einer Spannung
- Die AM-Methode:
==> Wechselstrom im Schwingkreis
- Wechselstrom hat zu hohe Frequenz für Lautsprecher
==> Einbau einer Diode (Diode lässt Strom nur in eine Richtung durch; dadurch verringert sich die Frequenz, die Elektronen schwingen langsamer)
- Tonausgabe am Lautsprecher nun möglich
- Verschiedene Töne:
- AM = Amplitudenmodulation
- Veränderung der Amplitude des Signals (Schwingungen) bewirkt Ausgabe unterschiedlicher Töne (Musik, Stimme…)
- = Veränderung der Signalstärke
- Unterschiedliche Signalstärken bewirken unterschiedliche Spannungen im Schwingkreis verschiedene Tonausgaben am Lautsprecher
- Verschiedene Töne:
- Verschiedene Frequenzen (Sender):
- Eingebauter regelbarer Kondensator „filtert“ nichtgewollte Spannungen heraus
- Verschiedene Frequenzen (Sender):
==> nur gewünschte Spannung wird im Schwingkreis erzeugt
- Hertzscher Dipol
- Verknüpfung elektrischer und magnetischer Wechselfelder
Licht
- Übersicht und Sammlung bisherigen Wissens
- Wellen- kontra Teilchenmodell
- Farben
- Lichtgeschwindigkeit
- geometrische Optik
- Welleneigenschaften des Lichts
- Hygensches Prinzip
- Beugungs- und Interferenzerscheinungen
- Teilcheneigenschaften des Lichts
- Fotoeffekt
- Erzeugung von Licht (Lampen)
- Glühlampen (heiße Körper)
- leuchtende Gase
- LASER
Spezielle Relativitätstheorie
Quanten- und Atomphysik
- Doppelspaltexperiment
- Beschreibung von Teilchen mit Wellenfunktionen
- Aufenthaltswahrscheinlichkeit
- Superposition
- Elektronenbeugung
- Das Unschärfeprinzip
- Heisenbergsche Unschärferelation
- Atommodelle
- Energiesprünge
- Elektronium/Orbitale
- 3D-Animation eines Atommodells
- Der Quantensprung
- Programme zur Simulation des Wasserstoffatoms herunterladen
