Lktewes

Hier könnt ihr alle Semesterthemen zusammentragen. Schön wäre es, wenn ihr ein Thema immer kurz erläutert, vielleicht einen Link zu Wikipedia für die Erklärung erstellt oder es ganz aufschreibt. Alles natürlich ohne Gewähr, es soll vor allem eine Orientierung sein. Es wäre gut, wenn ihr mitarbeitet, denn je mehr sich daran beteiligen, desto vollständiger die Übersicht.

Unter Kurs:Herleitungs- und Aufgabensammlung (Physik) findet ihr Herleitungen und Aufgaben aus den letzten beiden Jahren, die ihr ebenfalls erweitern könnt. Sind Aufgaben zu einzelnen Themen bereits vorhanden, steht das gleich daneben.

Semester 1

Klassische Mechanik

Ich habe die Translation und die Rotation starrer Körper auf Kinematik und Dynamik aufgeteilt. Kann auch geändert werden.

Energie und Arbeit

• Definition von Energie und Arbeit
• Energieerhaltungssatz

Kinematik

Translation von Massepunkten

• Weg, Geschwindigkeit, Beschleunigung
• Impuls und Impulserhaltungssatz
• Kraftstoß
• Stöße (zentral, dezentral, ideal elastisch, ideal unelastisch)
• Rückstoß
• Neudefinition der Kraft

Rotation starrer Körper

• Definition Rotation und Modell starrer Körper
• Drehwinkel, Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung
• Drehimpuls und Drehimpulserhaltungssatz

Dynamik

Translation von Massepunkten

• Kraft als Ursache der Bewegungsänderung
• Trägheit (Masse)
• 2. Newtonsches Gesetz
• kinetische Energie
• Kreisbewegungen (Kräfteansatz: Welche Kraft ist die Radialkraft)

Rotation starrer Körper

• Drehmoment als Ursache der Bewegungsänderung
• Massenträgheitsmoment
• Grundgesetz der Rotation
• Rotationsenergie
• Neudefinition des Drehmoments

Anwendungen

• Ermittlung des Drehmoments, um einen drehbar gelagerten Körper auf eine bestimmte Winkelgeschwindigkeit zu beschleunigen
• Endgeschwindigkeit eines Körpers, der eine geneigte Ebene herabrollt (im Seminar ausgeschlossen)
• Winkelgeschwindigkeit von rotierenden Körpern, die zusammengekuppelt werden
• Bestimmung des Trägheitsmomentes (Abwickelexperiment zum Grundgesetz der Rotation, Herleitung dazu im Seminar ausgeschlossen)

Gravitation

• Newtonsche Mondrechnung
• Herleitung des Gravitationsgesetzes (mittels 2. Keplerschem Gesetz und Bewegungsgesetzen s. Mechanik)und Interpretation
• Kraftübertragung (Nah- und Fernwirkung)
• Gravitationsfeld (Definition →Feldbegriff, feldbestimmende Eigenschaft, Nachweis, Feldlinienmodell)
• Bestimmung der Gravitationskonstanten
• Definition der Gravitationsfeldstärke
• Arbeit im Gravitationsfeld
• Energie im Gravitationsfeld (Potentielle Energie)
• Potential des Gravitationsfeldes (Äquipotentiallinienmodell)

Anwendungen

• Berechnung der Masse und Dichte eines Zentralgestirns aus den Umlaufdaten eines Satelliten
• Herleitung der 1. und 2. kosmischen Geschwindigkeit
• Berechnung der Bahngeschwindigkeit, der Umlaufzeit, der potentiellen und der kinetischen Energie eines Satelliten auf einer Kreisbahn um ein Zentralgestirn
• Überlagerung von Gravitationsfeldern (z.B. Ermittlung des Ortes, wo sich die Gravitationsfelder von Erde und Mond gegenseitig aufheben →Gravitation im Kurs:Herleitungs- und Aufgabensammlung (Physik))
• Verschiebungsarbeit eines ruhenden Körpers im Gravitationsfeld eines Zentralgestirns (→Gravitation im Kurs:Herleitungs- und Aufgabensammlung (Physik))

Elektrisches Feld

• Größen der Elektrizitätslehre (Ladung, Stromstärke, Spannung, Widerstand, Energie, Leistung, Arbeit)
• Elektrische Ladung (qualitative/quantitative Definition, Nachweis mit Elektroskop, Arten der Ladung)
• Gesetz der Erhaltung der Ladung
• Eletrisches Feld (Definition, feldbestimmende Eigenschaft, Nachweis, Feldlinienmodell)
• Coulombsches Gesetz
• Eletrische Feldstärke
• Arbeit, Energie und Potential im elektrischen Feld (Herleitungen analog zum Gravitationsfeld)
• Neudefinition der elektrischen Spannung
• Kondensatoren (Größen, Gesetze, Lade- und Entladekurve →Herleitung im Kurs:Herleitungs- und Aufgabensammlung (Physik) unter elektrisches Feld)

Anwendungen

• Kraft zwischen zwei Ladungen
• Kraft auf eine dritte Ladung im gemeinsamen Feld zweier Ladungen
• Berechnung der elektrischen Feldstärke des elektrischen Feldes einer oder mehrerer Ladungen
• Beschleunigung eines geladenen Teilchens im elektrischen Feld (schon im 2.Semester???)

Semester 2

Magnetisches Feld

• Magnete (Wiederholung: Wirkung auf andere Magnete und ferromagnetische Stoffe)
• Versuch von Oersted (Ursache magnetischer Felder →bewegte Ladungen)
• Magnetisches Feld (Definition, Nachweis, Magnetfeldlinienrichtung für stromdurchflossene Leiter)
• Kraftwirkung auf bewegte Ladungsträger im Magnetfeld (Kraft auf stromdurchflossenen Leiter, auf bewegtes Elektron im Leiter →Lorentzkraft, Herleitung der Lorentzkraft im Kurs:Herleitungs-_und_Aufgabensammlung (Physik),Drei-Finger-Regel)
• Magnetische Flussdichte als feldbestimmende Eigenschaft (für Magnetfelder um lange, gerade, stromdurchflossene Leiter und um lange, stromdurchflossene Spulen)
• Hall-Effekt und Hallsonde (Messung der magnetischen Flussdichte, Herleitung der Hallspannung → Magnetisches Feld im Kurs:Herleitungs-_und_Aufgabensammlung (Physik))

Elektromagnetische Induktion

• Enstehung von Induktionsspannungen durch Änderung des Magnetfeldes um den Leiter
• Magnetischer Fluss
• Induktionsgesetz (Änderung des magnetischen Flusses pro Zeiteinheit, Anwendung des Induktionsgesetzes im Kurs:Herleitungs- und Aufgabensammlung (Physik) unter elektromagnetisches Feld)
• Lenzsches Gesetz
• Selbstinduktion (Spulen im Gleichstronkreis, Ein- und Ausschaltvorgänge ausgeschlossen)
• Generatoren (Innen- und Außenpolmaschine)

Elektromagnetische Schwingungen

• Schwingkreis (Aufbau, Funktionsweise, Anwendung, Herleitung der Thomsonschen Schwingungsgleichung ausgeschlossen)

Relativitätstheorie

• Wiederholung klassische Relativität (nach Galilei)
• Bezugssysteme (Ruhesysteme, bewegte Systeme, Inertialsysteme)
• Das Michelson - Morley - Experiment
• Einsteins Postulate (im Kurs:Herleitungs- und Aufgabensammlung (Physik) unter Relativitätstheorie)
• Relativität der Gleichzeitigkeit, Lorentztransformationen, Zeitdilatation, Längenkontraktion und Massenzunahme (im Kurs:Herleitungs- und Aufgabensammlung (Physik) unter Relativitätstheorie)

Semester 3

Elektromagnetische Wellen

• Der elektromagnetische Schwingkreis (Anwendungen → im Kurs:Herleitungs- und Aufgabensammlung (Physik), erzwungene Schwingungen, Resonanz)
• Abstrahlung elektromagnetischer Wellen (Dipol, Hertzsche Wellen)
• Eigenschaften Hertzscher Wellen (Wellenbegriff, geradlinige Ausbreitung, Durchdringungsfähigkeit, Reflektion, Brechung, Beugung, Interferenz, Polarisation)
• Spektrum Hertzscher Wellen
• Mikrowellen

Teilchen in Feldern

• Wiederholung und Vergleich vom Gravitationsfeld sowie vom magnetischen und elektrischen Feld

Teilchen im elektrischen Feld

• Braunsche Röhre/ Fadenstrahlröhre (Berechnung der Bahn des Elektrons, Auftreffpunkt auf dem Schirm)
• Milikanversuch (ausgeschlossen)

Teilchen im magnetischen Feld

• Bestimmung der spezifischen Ladung eines Elektrons
• Spiralbahnen (im Kurs:Herleitungs- und Aufgabensammlung (Physik) unter Teilchen in Feldern)
• Massenspektroskop

Teilchen im elektrischen und magnetischen Feld

• Geschwindigkeitsfilter des Massenspektroskops
• Teilchenbeschleuniger

Quantenphysik

• Photoeffekt (Theorie, Aufbau, Deutung, Berechnung, Herleitung von h im Kurs:Herleitungs- und Aufgabensammlung (Physik) unter Quantenphysik)
• Modelle in der Physik (Nutzen, Grenzen, Beispiele: Wellen- und Teilchenmodell des Lichts, Masseschwerpunkt und starre Körper ausgeschlossen)
• Braggreflektion
• Compton - Effekt (mathematische Beschreibung im Kurs:Herleitungs- und Aufgabensammlung (Physik) unter Quantenphysik)
• stochastischer Charakter von Quantenobjekten (Schrödingergleichung, Heisenbergsche Unschärferelation)
• Welleneigenschaften von Teilchen (de Broglie), Nachweis am Beispiel von Elektronen (Jönsson - Doppelspaltexperiment ausgeschlossen)

Semester 4

Physik der Atomhülle

• Frank - Hertz - Versuch
• Quantenhafte Emission und Absorption von Strahlung durch Atome
• Berechnungen am Wasserstoffatom (Radien und Energieniveaus der Elektronenbahnen, Serien)
• Atommodelle

Kernphysik

• Wiederholung Atomkerne (Ordnung, Masse, Radius, Dichte)
• Kernmodelle (Tröpfchenmodell, Schalen-/Potentialtopfmodell)
• Radioaktivität (natürliche Radioaktivität, Kernreaktionsgleichungen, Zerfallsgesetz)
• Strahlenschutz (Größen zur Beschreibung der Strahlenwirkung)
• Nachweisgeräte für radioaktive Strahlung
• Massendefekt und Kernbindungsenergie (Interpretation des Diagramms ausgeschlossen)
• Kernreaktionsenergie
• Kettenreaktion
• Kernspaltung, Kernfusion und deren technische Umsetzung

Anwendungen

• Zerfallsreihen
• Anwendungen zum Zerfallsgesetz (z.B. C-14 - Methode)
• Berechnungen zum Massendefekt und der Kernbindungsenergie

Alte Abiturthemen

Ich habe leider nicht alle Aufgaben aus den letzten beiden Jahren abgeschrieben. Vielleicht hat die einer von euch. Antwort: Ja die Aufgaben existieren als Fotos, ich habe erstmal einen Vorschlag abgeschrieben. Wenn ich "bestätigter Benutzer" bin oder wie auch immer das heißt, kann ich die Fotos hochladen.

2005/06

Vorschlag 1

abi 05/06 Seite 1

abi 05/06 Seite 2

abi 05/06 Seite 3

2006/07

Vorschlag 1

Wenn irgendjemand jemals richtig Langeweile haben sollte kann dieser jemand ja die Seiten abschreiben...

abi 06/07 Seite 1

abi 06/07 Seite 2

abi 06/07 Seite 3

Teilaufgabe 1: Gravitation (44,55% der BE)

1.1

Erläutern Sie den Feldbegriff am Beispiel des Gravitationsfeldes. Gehen Sie hierbei auf die Felddefinition, Eigenschaften, Nachweis, wichtige Feldgrößen und das Feldlinienmodell ein (Merkmale und Grenzen des Modells) !

1.2

Erläutern Sie mit Hilfe des obigen Textes die Unterschiede zwischen Nahwirkungs –und Fernwirkungstheorie und ordnen Sie die Feldtheorie ein! Ein bemannter Raumflug von der Erde zum Nachbarplaneten Mars startet von einer im Erdorbit befindlichen Raumstation. Der Radius der Umlaufbahn der Raumstation beim Umlauf um die Erde beträgt r1: 11,5*10^3km.

1.3

Erläutern Sie, warum die Raumstation die Erde „antriebslos“ umkreisen kann und warum die Insassen diese Bewegung „ausdruckslos“ erfahren!

1.4

Um aus diesem Erdorbit zum Mars zu gelangen, müssen die Triebwerke des Raumschiffes dieses auf eine Mindestgeschwindigkeit relativ zur Erde (Me=5,97*10^25kg) beschleunigen. Berechnen Sie die Mindestgeschwindigkeit für die oben genannten Bedingungen !

1.5

Das Raumschiff nähert sich dem Mars, dessen Radius r=3,42*10^6m beträgt. Der äußere Marsmond Deimos bewegt sich um den Mars auf einer Kreisbahn mit dem Radius r=2,47*10^7m mit der Umlaufzeit Td= 30,4h. Berechnen Sie aus diesen Daten die Masse und die durchschnittliche Dichte des Mars! Leiten Sie die dafür notwendigen Gleichungen her!

1.6

Das Raumschiff soll auf eine „Parkbahn“ (antriebslose Umlaufbahn) um den Mars mit einem Radius von r=1,7*r mars einschwenken, die im Folgenden als kreisförmig zu betrachten ist. Einflüsse anderer Planeten sollen unberücksichtigt bleiben.

1.6.1

Berechnen Sie den Betrag der Umlaufgeschwindigkeit des Raumschiffes auf dieser „Parkbahn“!

1.6.2

Kann das Raumschiff eine „Parkbahn“ einnehmen, die nicht in derselben Ebene wie der Massenmittelpunkt des Zentralkörpers liegt? Begründen Sie Ihre Antwort!

Teilaufgabe 2: Quantenphysik (55,45% der BE)

Eine vereinfachte Darstellung des Versuches von Jönsson zeigt Abb.1. Ferner sind bekannt: Beschleunigungsspannung der Elektronen –Ub=55,0kV Spaltabstand b= 22,9*10^-6m Abstand Doppelspalt-Schirm e=28,2cm.

2.1

Berechnen Sie die Energie, die Geschwindigkeit und die Wellenlänge der beschleunigten Elektronen. Nicht der Formelsammlung zu entnehmende Gleichungen sind herzuleiten! (Verlgeichsergebnis: λ = 5,23*10^-12 m)

2.2

a) Zeigen Sie, das für die beschleunigten Elektronen in Abhängigkeit von der Beschleunigungsspannung gilt: λ = h/(√(2*me*Ub*e))!

b) Interpretieren Sie diese Gleichung!

2.3

Leiten Sie mithilfe einer geeigneten Skizze die Gleichung λ/b=sin (α1) für das Interferenzmaximum 1.Ordnung her (vgl.Abb1)! (Hinweis: e>>b)

2.4

In Abb.2 ist das Interferenzbild des obigen Versuches in 2500facher Vergrößerung dargestellt. Zeigen Sie, dass dieser experimentelle Befund die von DeBroglie aufgestellte Hypothese über den Wellencharakter von Elektronen bestätigt. Weisen Sie hierfür nach, dass es sich um das Interferenzbild einer Welle mit der in 2.1 berechneten Wellenlänge (DeBroglie-Wellenlänge) handelt! (Hinweis: Der Abstand der Interferenzmaxima 2.Ordnung in Abb.2 ist ganzzahlig.) (Anmerkung: Wir haben eine ganz ähnliche Aufgabe in einer Abituraufgabe behandelt, Abb.2 scheint exakt dieselbe zu sein, wie wir sie auch hatten.)

2.5

Der Versuch von Jönsson soll bei sonst gleichen Bedingungen mit Protonen statt mit Elektronen durchgeführt werden. Berechnen Sie Wellenlänge und Abstand der Interferenzmaxima!

2.6

Berechnen Sie die Wellenlänge, die einem Ball (m= 1kg, v=10m/s)zuzuordnen wäre. Erklären Sie, warum die Welleneigenschaften von solchen Makroobjekten in der Realität keine Bedeutung haben!

2.7

Elektronen haben als Quantenobjekte auch stochastischen Charakter, dies wird in der Heisenberg‘schen Unschärferelation ausgedrückt.

2.7.1

Geben Sie eine verbale Formulierung der Heisenberg’schen Unschärferelation wieder!

2.7.2

Erläutern Sie kurz inwiefern der stochastische Charakter von Elektronen im Interferenzbild des Versuches von Jönsson sichtbar ist!

Vorschlag 2

abi 06/07 Vorschlag 2 Seite 1

abi 06/07 Vorschlag 2 Seite 2

abi 06/07 Vorschlag 2 Seite 3

Abitur

Aufgabenstruktur

• 2 oder 3 Aufgabenkomplexe (es wird gemunkelt es sind nur 2:) )
• Schwerpunkt liegt auf 3. Semester (mindestens 51%/ maximal 75%)

Aufgabenarten

• strukturierte Aufgabe (ein bestimmtes Thema, dazu passende Aufgabenstellungen)
• Demonstrationsexperiment
• Schülerexperiment (sehr unwahrscheinlich)

Funde aus dem Internet

• Metzlerlösung[1] . Der Weise aus dem Abendland hat mir geflüstert, dass man da auf "Free" klickt, einen Server auswählen und dann downloaden muss.(übernehme keine verantwortung; Google-Fund)

• Leifi[2] ...sollten ja alle vertraut mit sein.

Herleitungen und rechnerische Ansätze

Es wäre bestimmt sinnvoll, wenn wir neben einer Themensammlung auch eine Kurs:Herleitungs- und Aufgabensammlung (Physik) machen würden. Ich bin mir halbwegs sicher, dass nicht jeder alle wichtigen Ansätze in einer brauchbaren Form zur Hand hat. Wer also Herleitungen oder Beispielaufgaben durchgeht, möge sie doch -so er genug Motivation aufbringen kann- hier rein schreiben.

Kommentare

Hier könnt ihr Fragen stellen, Kommentare schreiben oder was euch sonst noch in den Sinn kommt.

Hey hier ist der Tobi und ich habe da mal ne Frage zum Photoeffekt. Kann mir jemand sagen wie wir die Planck-Konstante h hergeleitet haben??? Finde das irgendwie nicht ganz so gut in meinen Unterlagen. Das müssten wir glaube auch im Zusammenhang mit der Grenzfrequenz behandelt haben, wenn ich mich recht erinnere. Der Tobi freut sich über schnelle Antwort. =) (Vorstehender nicht signierter Beitrag stammt von 89.247.103.166 (Diskussion • Beiträge) 09:24, 14. Mai 2008)

Ich erstelle gerade einen Artikel im Kurs:Herleitungs- und Aufgabensammlung (Physik) unter Quantenphysik. Ein bisschen Geduld noch. (Vorstehender nicht signierter Beitrag stammt von Lktewes (Diskussion • Beiträge) 17:11, 14. Mai 2008)

Was haltet ihr davon, die jetzige Seite zu verschieben (z.B. nach Benutzer:Lktewes/Semesterthemen) ? Und dann von hier darauf zu verlinken ? Dann kann man dem Benutzerkonto Lktewes auch "normale" Nachrichten schreiben. ----Erkan Yilmaz benutzt den Wikiversity:Chat (versuch's mal) 17:22, 14. Mai 2008 (CEST)

Das ist, glaube ich, nicht notwendig, weil wir den Artikel in einen regulären Kurs verschieben, sobald wir unser Abi geschrieben haben (nächsten Montag). Und für die kurze Zeit brauchen wir nicht noch eine Seite, oder?--Lktewes 20:45, 14. Mai 2008 (CEST)

Nö, brauchste dann nicht - viel Glück am Montag, ----Erkan Yilmaz benutzt den Wikiversity:Chat (versuch's mal) 20:50, 14. Mai 2008 (CEST)