Physik Lernzettel PDF

PHYSIK LERNZETTEL 1. Raum und Zeit (1.2) a. Was ist Naturwissenschaft? b. Relativität c. Kosmologie 2. Sonne, Mond und Sterne (1.6) 3. Licht (1.7) 4. Energie (1.11) 5. Mechanik (2.1) 6. Elektromechanik (2.8/2.9) 7. Technik (2.9/2.10)  1) Rau...

PHYSIK LERNZETTEL 1. Raum und Zeit (1.2) a. Was ist Naturwissenschaft? b. Relativität c. Kosmologie 2. Sonne, Mond und Sterne (1.6) 3. Licht (1.7) 4. Energie (1.11) 5. Mechanik (2.1) 6. Elektromechanik (2.8/2.9) 7. Technik (2.9/2.10)  1) Raum und Zeit 1 a) Was ist Naturwissenschaft? Was ist Naturwissenschaft Erfahrungsbasierte Untersuchung der Natur um Vorhersagen zu treffen Wie hängen Modell Beobachtung Messung Vorhersage von Ereignissen zsm man macht Erfahrungen Beobachtungen darauswerden wiss Modelle entwickelt aus Modellen werdenVorhersagen erzeugt Vorhersagen mit Erfahrungen bestätigt kann nicht verifiziert werden b) Relativität Was bedeutet das Raum und Zeit relativ sind Bewegung abhängig von Bewegung des Betrachters Intertialsystem Was ist eine Lichtunr Zeitintervalldurch Licht mit Lichtgeschwindigkeit in bewegter Uhr muss größere Strecke zurückgelegt werden Zeit vergeht langsamer wenn man sich schnell bewegt Eigenzeit Fiktiv und nützlich für Gedankenexperimente Für ein bewegtes Objekt vergeht die Zeit langsamer o Schneller langsamer Astronauten altern weniger im All in schneller Bewegung Was ist Lichtgeschwindigkeit und kann sie unterschiedlich sein immerkonstant unabhängig vom Untergrund schnellstmögliche Geschwindigkeit 299 792 458 M s ist in allen Inertialsystemen gleich Kann ein Raumschiff schneller als Lichtgeschwindigkeit sein Nein nichts ist schneller als Lichtgeschw c) Kosmologie Was sind Monde Planeten Sterne Galaxien Universum Monde umkreisen Planeten Planeten umkreisen Sterne Sterne viele zusammen bilden Galaxien durch Gravitation zusamengehalt Galaxie SternePlaneten Monde bspwMilchstraße Universum alles zusammen vieleGalaxien Wie groß sind sie im Verhältnis zueinander Monde Planeten Sterne Galaxien Universum Wie alt ist das Universum Erde Sonne Universum 14Mrd Jahre Erde Sonne 4,6 Mrd Jahre Was ist der Umfang der Erde Umfang 40000 um Radius 6700km Wie weit weg ist der Mond ca 400.000 km  2) Sonne, Mond und Sterne 6 Worausbesteht die Sonne 921 Wasserstoff Wieso leuchtet die Sonne Wasserstoff Fusioniert Helium und heizt Sonne auf zu Licht ist Wärmestrahlung der Oberfläche Relative Größe von Sonne Erde und Mond Radius Sonne 100 facher Radius der Erde Radius Mond 114 vom Radius der Erde Woher kommen und Nacht Tag der Sonnezugewandte Seite Tag der Sonne abgewandte Seite Nacht Erde dreht sich um sich selbst Woher kommen Jahreszeiten f gekippte Erdachse gegenüber Rotationsebene um die Sonne je geringer der Neigungswinkel je senkrechter die Sonnenstrahlen desto wärmer ist es ImSommergibtes mehrLicht undstärkereStrahlung WinterSonneneinstrahlung schräger weniger Strahlungsleistung proFläche Sommer Sonneneinstrahlung senkrechter mehr Strahlungsleistung proFläche Woher kommen Mondphasen derMondkreist um dieErde abhängig vonPositionwird er unterschiedlich von Sonne angestrahlt diesenTeil sehen wir Woher kommen Ebbe und Flut Gravitation desMondes zieht WasserRichtung Mond Fliehkraft durchRotation d Erde zieht Wasser in andere Richtung esgibt auch eine Anziehungskraft von der Sonne nicht so stark resultierende Flut ist also kombiniert aus beiden Kräften Gezeitenkräfte sindsehr stark verlangsamenErdrotation VerlangsamenMondrotation kann Monde zerbrechen bspw beim Saturn Was passiert bei Mond oder Sonnenfinsternis Mondfinsternis WinkelzwischenRotationsebenen mit Mond und mit Sonne 50 Mond im Kernschatten der Sonne hinterderErde Schatten von Erde auf Mond Sonnenfinsternis Mond zwischen Erde Sonne Schatten des Mondes auf Erde geworfen  3) Licht 7 Was ist Licht Elektromagnetische Welle Welche Farben sind im Regenbogen und in welcher Reihenfolge außen Rot Orange Gelb Grün Blau innen Welche sichtbare Farbe hat die kürzeste Wellenlänge höchsteFrequenz blau Wellenlänge 400mm Welche anderen elektromagnetischen Wellen gibt es Mikrowellen Infrarotstrahlung höchste F requenz Freque niedrigste Uv Strahlung Ultraviolet Röntgenstrahlung Warum ist UV Strahlung schädlichfür die Haut aber sichtbare o Infrarotstrahlung nicht UV Photonen haben besonders viel Energie können Schäden in Molekülen anrichten IR Photonen haben weniger Energie einzelnePhotonen können nicht schaden aber aufheizen Haben rote oder blaue Protonen f Lichtteilenen mehr Energie blaue Uv strahlung Was ist derTreibhauseffekt Was ist thermische Strahlung Atmosphäre blockiertGroßteil der thermischen sichtbares Licht wird in Wärmeumgewandelt bleibt auf Erde Was ist Interferenz Wellenberge und täler löschen sich aus Intensität der Welle an manchen Stellen höher niedriger Wokommt Interferenz vor 13 Beispiele Bei allen Wellen Mikrowellen Schall Licht Wasserwellen Quantenmech Was versteht man unter Brechung des Lichts Lichtbrechung Licht breitet sich langsamer ans Wasserglas m Stift Stiftgeknickt Brechungsindex n Snelliussches Brechungsgesetz n sin di na sin de Was versteht man unter Beugung des Lichts Welle geht durch kleines Loch Grüße der Wellenlänge dahinter breitet sich Kugelwelle aus inalle Richtungen Licht auch dahin wo ein Schatten sein sollte geht mit allen Wellen Gitter  4) Energie 11 WelcheFormen kann Energie einnehmen 13Bsp kinetisch Bewegungsenergie potentiell Lageenergie Gravitation Bindungsenergie Strahlungsenergie Felder Masse kann Energie verloren gehen Was bedeutet Energieverlust ENERGIEERHALTUNG nur umgewandelt nicht verloren I Verlust Umwandlung in nicht nutzbare Energie BspReibung Was ist Leistung Leistung P Umgesetzte Energie pro Zeit in WattW I LED 10W Energie Änderung pro Zeit Was ist Wärme ungerichtete kinetische Energie mikroskopische Teilchen bewegen sich Was ist Temperatur Entfernung und Geschwindigkeitder Moleküle kalt Moleküle eng aneinander kaum bewegung warm Moleküle auseinander schnelle Bewegung Maß für ungerichtete Kin Energie daher auch Nullpunkt so Was ist die minimale Temperatur Nullpunkt kein Atom bewegt sich bei 0k 273C 0k Was wird benötigt für eine Wärme Kraft Maschine sanEsist unmöglicheineperiodischarbeitendeMaschinezu dienichtsweiter alsHebungeinerLast Kältebad konstruieren bewirkt Wärmebad t undAbkühlungeineswärme reservoirs aucheinnäereneservoir brauchtimmer man Was tut eine Wärme Kraft Maschine leitet Wärme vom Wärmebad zu Kültebad erzeugt nutzbare Energie GB Kinetische Energie  5) Mechanik 1 Was sind die 3 NewtonschenGesetze 1 Newtonsches Gesetz Bewegung schwerer Dinge zu ändern benötigt Kraft 2 Newtonsches Gesetz Kraft ist proportional zum Gewicht des Gegenstands 3 NewtonschesGesetz Jede Kraft hat eine gleich starkeGegenkraft Objekt zur Erde Erde zum Objekt Objekt hochgehoben Kraft auf Boden Kraft istjeweils gleichgroß Aber Unterschiedliches Wenn die Erde ein Objekt mit einer Kraft von 10N anzieht welche Kraft übt dieses Objekt auf die Erde aus 10h Kraft Gegenkraft Die selbe Kraft wird auf ein leichtes und ein schweres Obiert ausgeübt Welches wird stärker beschleunigt leichtes Objekt Kraft proportional zum Gewicht Warum schwimmt ein Schiff Sie verdrängen mehr Masse als sie selbst schwer sind Kräfte die das Boot nach unten und oben ziehen heben sich gegenseitigauf mwasser moor Massedes verdrängtenWassers Masse d Bootes gilt unabhängig von derForm für alles was schwimmt qq.gg Fische haben Schwimmblase ändern ihr Volumen durch aufblasen größeresVolumen mehrWasserverdrängt Auftrieb Verdrängung von Wasser erzeugt Auftrieb Warum fliegt ein Flugzeug Flügel lenken die Luft um nach unten untermFlügel entsteht ein höherer Druck als darüber Luft zirkuliert in Kreisbewegung um Flügel herum Überm Flügel geht die Luft deutlich schneller vorbei Kraft nach unten wird ausgeübt Luft nach unten Flügelgeht hoch  6) Elektromechanik 8 Welche elektrischen Ladungen ziehen sich an gegenteilige Ladungen t Wie ist ein Elektron geladen Wie ein Atomkern Elektron e Atomkern aus Protonen Neutronen t Was ist die Spannung Welche Analogie zum Wasserkreislauf Potentialder Elektronen U in Volt Widerstand Stromstärke U R l Potential der Leistungsträger um Arbeit zu verrichten Analogie potentielle Energie von Wassermolekülen Was ist elektrischer Widerstand Elektronenfließen wie schwer R in Ohm Was ist Stromstärke Ladung pro Zeit 1 in Ampere Wozu kann man elektrische Energie nutzen A Erzeugung von Wärme durch Widerstand Glühlampe langer dünner Draht hohe Wärmestrahlung Wasserkochen B Umwandlung der Energie Arbeit nützliche Energie in Festkörperphysik Halbleiter LED Elektromagnetismus Wie funktioniert ein Elektromagnet Magnetfeld wird erzeugt wenn Strom durch Kabel fließt Kern mit Spule mit Elektronenfluss Energie wird benötigt Magnetfeld erzeugen Draht aufheizen stromfließt Permanent Magneten bewegen Kraftbenüt Welche magnetischen Pole ziehen sich an Nord N und Südpol s Gibt es magnetische Monopole nur Süd Nordpol Nein immer Dipole Wie funktioniert ein Motor Elektromagnet werden abwechselnd ein ausgeschaltet Magnet in mitte wird angezogen und rotiert Permanentmagnet mehrere Elektromagneten Elektromagneten werden ein und ausgeschaltet Permanentmagnet Orientiert sich jedes Mal neu zum eingeschalteten Elektromagneten Drehbewegung Aus Aus Was ist Induktion EIN Verwendung andersherum wenn es innen gedreht wird wird Strom erzeugt inSpule entsteht ein Strom meiner entgegengesetztes Magnetfeld erzeugt neues Magnetfeld stößt ursprünglichen Magneten as funktionsweise von Generatoren In welche Richtung wirkt die Kraft welche das induzierte Feld ausübt entgegengesetzt dem ursprünglichen Magneten Magnet wird ausgesremst Ist jedes Metall magnetisch Nein nur Eisen Nickel und Cobalt Wie funktionieren Generatoren mit Induktion wie Elektromotor nur umgekehrt Wechselspannung entsteht positive negative Spannung abwechselnd Wie effizient kann ein Generator Bewegungsenergie in elektrische umwandeln bis zu 100 Energie mech wird in Energie elekt umgewandelt mein Verlust Was ist Wechselstrom abwechselndpositiv und negativ Spannung  7) Technik Was ist das Hebelprinzip Wie funktioniert eine Zange Hebel Maschine die Kin Energie in hin Energie umwandelt langerHebel große Stare keine Kraft kleiner Hebel kurze Strecke große Kraft F An Fz Az Kraft weg Kraft Weg 3 Methoden um elektrischen Strom zu erzeugen Pumpspeicherkraftwerk Solarkraftwerk Windkraftwerk hin E elestr E Kernkraftwerk Kohlekraftwerk Gasturbine Batterie chemische E elekt E Was sind Löcher in Halbleitern fehlende Elektronen im Valenzband positive Ladungsträger entgegengesetzt den Elektronen Wie funktioniert eine LED Elektronen im Leitungsblatt Löcher im Valenzblatt werden kombiniert im Halbleiter Licht entsteht nur mit Gleichstrom und in eine Richtung Wie funktioniert eine Solarzelle Licht in Halbleiter absorbiert Elektronen Loch Paar entsteht Paar wird getrennt Elektronund Loch wandern zu untersch Kontakten Spannung entsteht Dotierung des Halbleiters Was macht ein Transistor elektrischer Schalter angelegte Spannung schaltet Kanal zwischen leitend und nicht leitend  n welchen Geräten werden Transistoren verwendet Computer Prozessor Bildschirm Ladegeräten Verstärkern Was versteht man unter Digitaler Logik Spannungssignale mit hohem undniedrigen Level digital werden genutzt um mittels Transistoren logische Gatterauszuführen du Sachen anzurechnen Wie kann die Zahl 9 in binärer Schreibweise dargestellt werden 9 8 1 on EEITE no Wieviele Bits benötigt man für binäre Schreibweise Jede Ziffer einer Binärfolgesteht für 1 Bit kann man binäre Zahlen addieren subtrahieren multiplizieren Ja Wie kann Information übermittelt werden Funk Licht Strom Spannungssignale Schall Technisch Sateliten Lichtleiter Funkmasten Kabel Was ist das Internet Netzwerk an Computern ab 1991 www World Wide Web URL Kinn uniform resource locator Anweisung was Computer tunsoll eigener Computerfragt bei anderen Computern nach Information https secured verschlüsselt