Inhalt Kurs 2018

• Der Nobelpreis für Physik 2016
• Physik im Advent

Einführung

• Was ist Physik?

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)
  • Praktikum: Untersuchung einer Schaukel
• Untersuchung einer harmonischen Federschwingung

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
  • Untersuchung von Schwingungen mit der Differentialgleichung

• Woran man eine harmonische Schwingung erkennt (Vier gleichwertige Kriterien)

Energiezufuhr und Energie"verlust" von Schwingungen

• Energiezufuhr bei Schwingungen
• Lernzirkel: Schwingungen in Natur und Technik (Haben wir nicht gemacht, es gibt aber interessante Links und Videos.)

• Gedämpfte Schwingungen (Kommt später mit der GFS von Felix und Dennis)

Überlagerung und Zerlegung von Schwingungen

• Überlagerung von harmonischen Schwingungen (Fouriersyntese)

• Aufgaben zu Schwingungen (Lösungen)

• Links zu mechanischen Schwingungen

Mechanische Wellen

Mind map zu Wellen. (freeplane-Datei)

• 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
• 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
• Feldenergie (qualitativ)
• Felduntersuchung mit Probekörpern (Monopolen)
• Graphische Darstellung von Feldern
• Dipole im elektrischen und magnetischen Feld
• Die Feldstärke als gerichteter Ortsfaktor
• Ladung als Quellenstärke und der Fluß eines Feldes
• Das Potential eines Feldes
  • Praktikum: Äquipotentialflächen messen

• Aufgaben zu den Grundlagen über Felder (Lösungen)

Spezielles zum elektrischen Feld

• Der Kondensator
• Praktikum: Einen Kondensator laden und entladen
• Die Energie des elektrischen Feldes
• Geladene Teilchen in elektrischen Feldern
• Das Oszilloskop

• Aufgaben zum elektrischen Feld (Lösungen)

• Zusammenfassung: Das elektrische Feld
• Links zur Elektrizitätslehre

Elektro-Magnetismus

• Magnetfelderzeugung 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
  • Ladungen im magnetischen Feld (Lorentzkraft)
  • Der Halleffekt
• Das Induktionsgesetz und die magnetische Flussdichte

• Aufgaben zum Elektro-Magnetismus (Lösungen)

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• • Praktikum: Magnetfelder durch elektrische Ströme

Felder in Spule und um Leiter

Elektro-Magnet und Elektro-Motor

Veraltet: Praktikum: Magnetfelder durch elektrische Ströme

• Aufgaben zum magnetischen Feld (Lösungen)

• 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 Energie des magnetischen Feldes
• Praktikum: Drahtlose Energieübertragung
• Die Maxwellschen Gleichungen