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Wellenarten Mechanische Wellen (ist analog -> Nuancen) - brauchen ein Übertragungsmedium - z.B.: Wasserwellen, Schallwellen, Erdbebenwellen - können nicht im Vakuum und Weltall Jeder Ausschlag ist eine Verdichtung des Mediums (=Longitudinale Welle). Sie schwingt in Ausbreitungsrichtu...

Wellenarten Mechanische Wellen (ist analog -> Nuancen) - brauchen ein Übertragungsmedium - z.B.: Wasserwellen, Schallwellen, Erdbebenwellen - können nicht im Vakuum und Weltall Jeder Ausschlag ist eine Verdichtung des Mediums (=Longitudinale Welle). Sie schwingt in Ausbreitungsrichtung. Die Verdichtung können Objekte z.B. unser Trommelfell zum Schwingen bringen, diese Bewegung wird über die Gehörknöchelchen zum Innenohr weitergegeben, wo Haar- zellen die Auslenkung in Nervenimpulse umwandeln -> wir hören etwas Je enger die Moleküle im Medium beieinanderstehen, desto schneller kann sich die Welle fortbewegen (-> Energie wird von Teilchen zu Teilchen weitergegeben) Schallintensität (=Amplitude) nimmt mit steigender Entfernung ab, weil die Energie von den Atomen absorbiert wird. Dehnung/Stauchung der Welle bei Bewegung der Geräuschquellen -> Dopplereffekt Elektromagnetische Wellen (ist digital -> 1 oder 0) - brauchen kein Übertragungsmedium - z.B.: Licht, Radiowellen, Röntgenwellen Jeder Ausschlag erfolgt im 90° Winkel zur Ausbreitungsrichtung (=Transversal Welle). Je nach Wellenlängen sehen wie eine andere Farbe. Rot sind besonders lange Wel- len (Infrarot), Violett sind besonders kurze Wellen (Ultraviolett). Tiere könnten teil- weise andere Farben sehen als wir (z.B.: Bienen können UV-Licht sehen) Welleneigenschaften und Einheiten Amplitude - Ausschlag von der Null-Linie = Wellenstärke Wellenlänge - Länge eines Ausschlages Frequenz - Anzahl der Wellen in einem bestimmten Zeitraum o Je kürzer die Wellenlänge, desto höher die Frequenz (mehr Wellen pas- sen in den Zeitraum) Wellengeschwindigkeit (Frequenz * Wellenlänge) Welleneigenschaften  Interfrequenzen - Überlagerung mehrere Wellen o Konstruktiv – Verstärkung o Destruktiv – Aufhebung Reflexion („Spiegelung“) - Zurückwerfen von Wellen von einer Oberfläche - Im selben Winkel wie der Aufprall (Reflexionsgesetz) - z.B.: Oper, Flüsterbogen Refraktion („Brechung“) - Mediumwechsel – andere Mediendichte o Richtungsänderung der Welle - z.B.: Strohalm im Wasserglas Diffraktion („Beugung“) - Welle tritt durch eine kleine Öffnung – kleine Richtungsänderung lang = wenig Energie / kurz = viel Energie Elektromagnetisches Spektrum 1. Gammastrahlen (Zellenschädigend) 2. Röntgenstrahlen (Aufgehalten durch dichtere Medien – Knochen weiß) 3. UV-Licht (zu viel – Zellenschädigen – Sonnenbrand) Wellenlänge 4. Sichtbares Licht (Lila bis Rot) 5. Infrarot (Wärmestrahlung) 6. Mikrowellen (Wassermoleküle schwingen – Reibung erzeugt Wärme) 7. Radiowelle (Radio/Handy/Funk) Mikrowelle Wellenlänge 1mm – 10cm Bringt Moleküle (v.a. Wassermoleküle) zum Schwingen Schwingung erzeugt Reibung Reibung erzeugt Wärme -> genutzt, um Lebensmittel zu erwärmen/erhitzen Röntgen Je dichter ein Medium, desto mehr wird die Welle gebremst Röntgenstahl -> Medium -> Empfänger Je dichter ein Medium, desto heller die Stelle auf einem Röntgenbild - weiß -> keine Röntgenstrahlen kommen bis auf die Empfängerfolie durch, diese wird daher NICHT verfärbt Je durchlässiger ein Medium, desto dunkler ist die Stelle auf dem Röntgenbild - schwarz -> alle Röntgenstrahlen kommen durch & färben diese komplett Magnetismus - 2 Pole - unterschiedlich geladen - Magnetfeld 3D Raum um den Magneten in dem die Wirkung bemerkbar ist je näher die Feldlinien beieinander sind, desto stärker ist das Magnetfeld Magnetfeld Sowohl Magnetismus als auch Elektrizität basiert auf der Trennung von Ladungen. Elektrizität - Statische Elektrizität -> Ladungstrennung Kommen sich negativ (viele e-) & positiv geladene (wenige e-) Seiten nahe, springen die e- zur positi- ven Seite => Entladung … (Ausgleich der La- dungstrennung durch Elektronenbewegung) - Strom = kontinuierlich bewegte Elektronen (e-) Gleichstrom … alle e- bewegen sich in eine Richtung Wechselstrom … e- bewegen sich pulsierend Größen beim Strom Ampere [A] Volt [V] Watt [W] Ohm [Ω] Stromstärke Spannung Leistung Widerstand Ampere, Volt und Ohm sind voneinander abhängig. Ohm’sche Gesetz beschreibt den Zusammenhang von Stärke, Spannung & Widerstand. U Kondensator = Stromspeicher R*I  Akku leer … Spannungsverlust (gleicht sich aus), d.h. aufladbar Je höher die Spannung, umso länger hält das Gerät. – natürlicher Ausgleich (auch schneller durch Hitze) Batterie … Chemikalien, d.h. nicht auflad- bar Säure = Elektronen oxidieren – Säure frisst ihren weg nach außen – kristallisiert außerhalb der Batterie Generator – generiert elektrische Energie aus Bewegungsenergie Elektromotor – erzeugt Bewegungsenergie aus elektrischer Energie Elektrische Leiter Leiter Halbleiter Nichtleiter Leitet Strom sehr gut Leiten Strom nur im ange- Leitet keinen Strom -> freie Valenzelektronen regten Zustand -> gebundene Valen- -> leicht gebundene Va- zelektronen lenzelektronen, die mit ei- nem Energieimpuls freige- setzt werden z.B.: Kupfer z.B.: Silizium, Lithium z.B.: Holz, Gummi, Plastik Verhalten bei Gewitter (draußen) - Auf offenem Feld: Beine zusammen + klein machen - Im Wald: mindestens 3 m, besser 5-10 m + Abstand zu den Bäumen - Wasser verlassen Ins Auto oder ein Gebäude mit Blitzableiter fliehen Strom sucht sich immer den einfachsten/schnellsten Weg. (Menschen leiten gut) Strom im Alltag 1. Blitze 2. Starkstromkabel (Straßenbahn, Züge) 3. Steckdosen (FI-Schalter) Stromkreis Muss: Quelle, Leiter, Verbraucher Kann: Schalter, Widerstand Serienschaltung - Verbraucher hintereinander geschalten (mehr Widerstand braucht daher mehr Spannung/Stärke) Parallelschaltung - Verbraucher nebeneinander geschalten Aufgabe 1. Stromkreise bauen o Serienschaltung  Mit 2 Lampen  Mit 3 Lampenn o Parallelschaltung  Mit 2 Lampen  Mit 3 Lampen - (optimal: Schalter/Widerstände einbauen) 2. Fragen beantworten: a) Wie verändert sich die Lichtstrahlung bei Serien-/ Parallelschaltung mit 2 oder 3 Lampen? b) Was passiert bei Serien-/ Parallelschaltung, wenn eine der Lampen ausfällt? c) Wie beeinflusst eine Spannungsänderung die Leichtkraft bei Serien-/ Paral- lelschaltung? Hier ist eine Tabelle, die die Fragen für Serien- und Parallelschaltungen beantwortet: Eigenschaft Serien Parallel Spannung wird aufgeteilt, beide Beide Lampen erhalten volle 2 Lampen Lampen leuchten schwächer Spannung, leuchten normal Noch schwächere Beleuchtung, da Alle Lampen leuchten mit voller 3 Lampen Spannung auf 3 Lampen aufgeteilt Helligkeit wird Eigenschaft Serien Parallel 1 kaputte Der Stromkreis ist unterbrochen, Nur die defekte Lampe geht aus, Lampe alle Lampen gehen aus die anderen bleiben an Spannungs- Alle Lampen leuchten heller, da Jede Lampe leuchtet heller, da erhöhung jede Lampe mehr Spannung erhält jede volle Spannung erhält Spannungs- Alle Lampen leuchten schwächer, Jede Lampe leuchtet schwächer, senkung da jede weniger Spannung erhält da jede volle Spannung erhält Widerstand erhöht sich bei mehr Widerstand der Lampen bleibt un- Widerstände Lampen, da sie in Reihe geschaltet abhängig, da sie parallel geschal- Schalter sind tet sind Pionieren des Elektromagnetismus (S. 49 – 52) Wellen Schwingungen Elektrizität Magnetismus