Inhalt Kurs 2019

Mechanische Schwingungen

Kinder beim Schaukeln

Mind map zu Schwingungen. (freeplane-Datei)

• Grundbegriffe und Beispiele von Schwingungen

Hier werden anhand von wichtigen Beispielen die zentralen Begriffe einer Schwingung erläutert.

Experimentelle Untersuchung einer Schwingung

• Experimentelle Untersuchung einer Schaukel
  • Praktikum: Untersuchung eines Fadenpendels
  • Praktikum: Untersuchung einer schwingenden Stange (physikalisches Pendel)

• Was ist Physik?

Kinematik einer harmonischen Schwingung

• Beschreibung einer harmonischen Schwingung mit der Zeigerdarstellung
• Die Bewegungsgesetze einer harmonischen Schwingung

Eine Federschwingung

• Untersuchung einer harmonischen Federschwingung

Überlagerung und Zerlegung von Schwingungen

• Überlagerung von harmonischen Schwingungen (Fouriersyntese)

Energiezufuhr und Energie"verlust" von Schwingungen

• Energiezufuhr bei Schwingungen

• Aufgaben zu Schwingungen (Lösungen)

Mechanische Wellen

Mind map zu Wellen. (freeplane-Datei)

• Grundbegriffe und Beispiele zu mechanischen Wellen
• Die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Welle
• Zeigermodell und Wellengleichung
• Interferenz
• Beugung an Öffnungen und Hindernissen
• Das Huygenssche Prinzip
• Streuung und Reflektion
• Brechung
• Eigenschwingungen von ausgedehnten Gegenständen ("Stehende Wellen")
  • Praktikum: Bau einer Panflöte aus Reagenzgläsern
• Aufgaben zu Wellen (Lösungen)
• Links zu Wellen

Grundlagen elektrischer, magnetischer und schwerer Felder

Mind map zu Feldern. (freeplane-Datei)

• Schwere, Elektrische und Magnetische Wechselwirkung (Gravitation, Elektrostatik, Magnetostatik)
• Lernzirkel: 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

• Aufgaben zu den Grundlagen über Felder (Lösungen)

Elektro-Magnetismus

• Magnetfelderzeugung durch elektrische Ströme
• Die magnetische Feldstärke
• Kraftwirkung auf elektrische Ströme im Magnetfeld - die Lorentzkraft
  • Ladungen im magnetischen Feld (Lorentzkraft)
  • Der Halleffekt

• Das Induktionsgesetz und die magnetische Flussdichte

• Messen des magnetischen Flusses - das Fluxmeter

• Der Transformator

• Energieübertragung durch Induktion: Lenzsche Regel und Wirbelströme

• Aufgaben zum Elektro-Magnetismus (Lösungen)

Elektromagnetische Wellen

• 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)
  • Polarisation einer elektromagnetischen Welle
• Versuche mit dem Mikrowellenherd
• Das elektromagnetische Spektrum

• Aufgaben zu elektromagnetischen Schwingungen und Wellen (Lösungen)

Licht

Mind map zum Licht. (freeplane-Datei) vergrößern Mind map zum Licht. (freeplane-Datei)

Die Welleneigenschaften des Lichts

• Der Doppelspaltversuch mit Licht
• Optische Gitter
• Polarisation von Licht
• Brechung von Licht

• Praktikum: Messen mit Interferenz von Licht

• Aufgaben zum Licht als Welle (Lösungen)

• Links zum Thema Licht

Grundlagen der Quantentheorie

Licht als Teilchen

• Der Photoeffekt
• Umkehrung des Photoeffekts in einer Leuchtdiode (LED)

• Aufgaben zum Licht als Teilchen (Lösungen)

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• der Einfachspaltversuch
• Interferenz an einer Seifenhaut (dünne Schicht)
• Berechnung von Intensitäten von Einfachspalt, Doppelspalt und Mehrfachspalt mit Zeigern
• Die Kohärenz von Licht
• Das Auflösungsvermögen von optischen Geräten
• Der Laser
• Das Michelson Interferometer

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• Masse & Impuls von Photonen - Der Compton-Effekt