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Grundlegende Eigenschaften - Abitur Physik

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 Grundlegende Eigenschaften - Abitur Physik Suche Was ist Abi-Physik?Themen1 Mechanik   Gleichförmige Bewegung Gleichmäßig beschleunigte Bewegung Gleichförmige Kreisbewegung Senkrechter Wurf Waagerechter Wurf Schräger Wurf 2 Das elektrische Feld   Elektrische Ladung Leiter / Isolator Coulombkraft Influenz / dielektrische Polarisation Elektroskop Elektrische Felder I Elektrische Felder II Faradayscher Käfig Braunsche Röhre Kondensator Millikan Versuch 3 Das Magnetfeld   Dauer- und Elektromagnete Homogenes Magnetfeld Magnetische Flussdichte Lorentzkraft Masse und die spezifische Ladung eines Elektrons Hall-Effekt Geschwindigkeitsfilter Massenspektrometer 4 Schwingungen   Harmonische Schwingung Gedämpfte Schwingung 5 Wellen Lichtmodelle Grundlegende Eigenschaften Phasenverschiebung / Gangunterschied Kohärenz Interferenz Stehende Welle Schwebung Reflexion am festen / losen Ende Beugung am Einzelspalt Interferenz am Doppelspalt Optisches Gitter 6 Quantenmechanik   Photoeffekt Energie, Masse und Impuls von Photonen Röntgenstrahlung Bragg-Gleichung Compton-Effekt 7 Kernphysik   Atomaufbau Ionisierende Strahlung Alphastrahlung Betastrahlung Gammastrahlung 8 Astronomie   Newton'sches Gravitationsgesetz Gravitationsfelder I Gravitationsfelder II Kosmische Geschwindigkeiten Satellitenbahnen Keplersche Gesetze BücherAbituraufgabenPhysik Rechner BetaMaterialienPeriodensystem Wir empfehlen die einwöchigen Intensivkurse fürs Mathe Abitur von abiturma Abi-Physik supporten geht ganz leicht. 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Wellenarten Die klassischen Wellenarten sind Longitudinal- und Transversalwellen. Longitudinalwellen schwingen parallel zur Ausbreitungsrichtung. Lade Animation... (0%) Transversalwellen schwingen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung. Lade Animation... (0%) Eigenschaften Eine Welle hat folgende Eigenschaften: Amplitude Die Amplitude \( y_0 \) beschreibt die maximale Auslenkung der Schwingungen der Welle, moreover dort wo der Wellenberg am höchsten ist. Bei Lichtwellen ist die Amplitude nicht immer direkt messbar; von ihr abhängig ist jedoch die Intensität (Helligkeit), welche gemessen werden kann. Wellenlänge Als Wellenlänge \( \lambda \) (Lambda) versteht man den Abstand zweier Punkte mit gleicher Phase.Moreoverzum Beispiel der Abstand zwischen zwei benachbarten Wellenbergen oder Wellentälern. Ausbreitungsgeschwindigkeit Die Ausbreitungsgeschwindigkeit \( v \) einer Welle ist die Geschwindigkeit mit der sich eine bestimmte Phase, z.B. ein Wellenberg oder ein Wellental fortbewegt. Außerdem wird eine Welle durch die von ihr erzeugten Schwingungen charakterisiert: Periodendauer (Schwingungsdauer) Die Periodendauer ist die Zeit, die verstreicht, während ein schwingungsfähiges System genau eine Schwingungsperiode durchläuft, d.h. nach der es sich wieder im selben Schwingungszustand befindet. Der Kehrwert der Periodendauer \(T\) ist die Frequenz \(f\), also: \( f = \frac{1}{T} \). Frequenz Die Frequenz \( f \) gibt die Anzahl der vollen Schwingungen pro Zeiteinheit an und wird nach dem deutschen Physiker Heinrich Hertz in Hertz (\( Hz = \dfrac{1}{s} \)) gemessen. Zwischen der Wellenlänge der Welle und der Frequenz der Schwingungen besteht ein direkter physikalischer Zusammenhang: $$ \lambda \cdot f = v $$ Damit ergibt sich auch eine Beziehung zwischen der Wellenlänge und der Periodendauer: \begin{aligned} \lambda \cdot f & = v \\ \lambda \cdot \frac{1}{T} & = v \\ \lambda & = v \cdot T \end{aligned} Darstellung Man kann eine Welle durch zwei Diagramme charakterisieren. Das erste Diagramm \( y(x) \) zeigt die Ausbreitung der Welle und die Auslenkung der Teilchen zu einem bestimmten Zeitpunkt \( t_1 \). Lade Animation... (0%) ResetStart Das zweite Diagramm \( y(t) \) zeigt die Auslenkung an einem bestimmten Ort \( x_1 \) der Welle. Es ist praktisch das Schwingungsdiagramm eines Teilchens. Die Schwingung beginnt erst wenn die Welle das Teilchen erreicht: $$ t_{Beginn} = \dfrac{x_1}{v} = \dfrac{4m}{0,5 \dfrac{m}{s}} = 8   s $$ Wellengleichung Die Ausbreitung einer Transversalwelle lässt sich durch folgende Gleichungen beschreiben (\( t = 0 \) bei positiven Nulldurchgang des Erregers). Schwingung des Erregers: $$ y(t) = y_0 \cdot \sin(\omega \cdot t) = y_0 \cdot \sin\left(\dfrac{2 \cdot \pi}{T} \cdot t\right) $$ Da die Welle sich mit der Geschwindigkeit \( v \) ausbreitet, ist die Schwingung eines Teilchens in der Entfernung \( x \) vom Erreger um die Zeit \( t = \dfrac{x}{v} \) verzögert: \begin{aligned} y(t, x) & = y_0 \cdot \sin\left[\dfrac{2 \cdot \pi}{T} \cdot \left(t - \dfrac{x}{v}\right)\right] \\ y(t, x) & = y_0 \cdot \sin\left[2 \cdot \pi \cdot \left(\dfrac{t}{T} - \dfrac{x}{v \cdot T}\right)\right] \\ y(t, x) & = y_0 \cdot \sin\left[2 \cdot \pi \cdot \left(\dfrac{t}{T} - \dfrac{x}{\lambda}\right)\right] \end{aligned} Ist die Entfernung konstant (\( x = x_0 \)), so gilt: $$ \dfrac{x_0}{v} = t_0 $$ \begin{aligned} y & = y_0 \cdot \sin\left[\dfrac{2 \cdot \pi}{T} \cdot \left(t - \dfrac{x}{v}\right)\right] \\ y & = y_0 \cdot \sin\left[\dfrac{2 \cdot \pi}{T} \cdot \left(t - t_0\right)\right] \end{aligned} Ist der Zeitpunkt konstant (\( t = t_1 \)), so gilt: \begin{aligned} y & = y_0 \cdot \sin\left[\dfrac{2 \cdot \pi}{T} \cdot \left(t_1 - \dfrac{x}{v}\right)\right] \\ y & = y_0 \cdot \sin\left[\dfrac{2 \cdot \pi}{T \cdot v} \cdot \left(t_1 \cdot v - x\right)\right] \\ \end{aligned} \( T \cdot v = \lambda \qquad \) und \( \qquad t_1 \cdot v = x_1 \) \begin{aligned} y & = y_0 \cdot \sin\left[\dfrac{2 \cdot \pi}{\lambda} \cdot \left(x_1 - x\right)\right]\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \end{aligned} Hierbei ist \( x_1 \) die Entfernung, welche die Welle in der Zeit \( t_1 \) zurückgelegt hat. Quellen Wikipedia: Artikel über "Welle (Physik)" Website der Universität Wien: "Lichtmikroskopie online", Grundlagen der Wellenoptik zurückblättern:vorwärtsblättern:LichtmodellePhasenverschiebung / GangunterschiedEnglish version: Article well-nigh "Basic Properties" Feedback Haben Sie Fragen zu diesem Thema oder einen Fehler im Artikel gefunden? Geben Sie Feedback... Unterstützung Ihnen gefällt dieses Lernportal?Dann unterstützen Sie uns :) Name (optional) Email (optional) Spamschutz = Daten werden gesendet Abi-Physik © 2018, Partner: Abi-Mathe, Abi-Chemie, English website: College Physics Datenschutz Impressum