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Für meine Nachhilfe!
Quelle: Dorn-Bader: Physik - Kursstufe

Formeln
Leifi-Physik
Abitursaufgabe 1

Die physikalischen Größen werden normalerweise in Schrägschrift angegeben.
Hier -falls der Zusammenhang klar ist- ohne Kennzeichnung (Zum Beispiel t=5s statt t=5s ).



Physik LK

Bisher bekannte SI-Einheiten sind t (Zeit) gemessen in s (Sekunden), l (Länge) gemessen in m (Meter) und m (Masse) gemessen in kg.
v=s/t (Geschwindigkeit = Zurückgelegter Weg pro Zeiteinheit), [v]=m/s (Meter pro Sekunde)
a=dv/dt (Beschleunigung = Zunahme der Geschwindigkeit pro Zeiteinheit) [a]=m/s2

1 Newton = 1 kg·m/s2=Kraft, die in 1 s die Masse 1kg um 1m/s beschleunigt.
1 Newton ist die Kraft, die 1 kg die Beschleunigung von 1m/s2 erteilt.
Arbeit=Kraft·Weg     W=F·h     Joule=Newton·Meter     J=Nm
Hubarbeit WH=F•h=m•g•h mit g= 9,81 m/s2.

Der elektrische Stromkreis

Eine neue SI-Einheit ist A (Ampere) für die Stromstärke I. Anschaulicher ist der Begriff Coulom C=As (Amperesekunde) = die Ladung, die bei einer Stromstärke von 1 A in 1s fließt.

U R I U R + - Welcher Strom I fließt in einem Stromkreis mit
der Spannung U=6V und dem Widertand von R=10Ω?

Lösung: Mit der Umrechnung 10Ω=10V/A folgt aus R=U/I
die Beziehung I=U/R, also I=6V/10Ω=0,6A.
Bemerkung: Die Stromrichtung wird von + nach - angegeben, obwohl in Wahrheit die negativ geladenen Elektronen von - nach + fließen.

Fließt 1s (Sekunde) lang der Strom von 1A (Ampere), so fließt die Ladung 1C (Coulomb).
Merke: 1A=1C/s ⇒ 1C=1As.
SI-Grundeinheiten sind m, kg, s und A (Meter, Kilogramm, Sekunde und Ampere).
Die restlichen K, Mol, cd (Kelvin für die Temperatur, Mol für die Stoffmenge, Candela für die Lichtstärke) wird vorerst hier nicht benötigt.
SI=Système international d’unités.

Schwieriger ist es, zu erklären, was die Spannung U mit der Einheit V=Volt ist.
In einem elektrischen Feld E=F/q=Kraft/Ladung (siehe unten), z.b. E=2N/C wird beim Transport einer Ladung von A nach B entlang der Wegstrecke d=AB=5cm die Arbeit W=F·d geleistet (Bei Dorn-Bader EEl statt W).
Die Spannung ist dann U=EEl/q=Arbeit pro Ladung. Hier mit EEl=Fd folgt:
U=Fd/q=2N/C·0,05m=0,1Nm/C=0,1V.

Merke: Spannung=Arbeit/Ladung   U=EEl/Q.
1 V (Volt)=1J/C=1Nm/As.

Das elektrische Feld

1.1 Das elektrische Feld
1.2 Kräfte zwischen Ladungen

Feldstärke E=F/q= Kraft pro Ladung.
[E]=N/C
Da U=W/q=F·d/q, folgt U=E·d und [E]=N/C=V/m
Influenz=Ladungen verschieben sich im Leiter im elektrischen Feld
Polarisation=Ladungen verschieben sich im Isolator nur in den Atomen

1.3 Das elektische Feld
1.4 Feldlinienbilder
1.5 Homogene elektische Felder - Spannung

Elektrische Feldstärke E = Kraft F pro Ladung q ⇒ F=E·q
Spannung U = Arbeit W (oder EEl) pro Ladung q⇒ W=U·q und U=E·d (d=Weg)

1.6 Flächenladungsdichte und el. Feldkonstante
      σ=ε0·E, wobei σ=Q/A die Flächenladungsdichte und ε0 die elektrische Feldkonstante (im Picobereich 10-12)
1.7 Der Kondensator als Ladungsspeicher

Kapazität eines Kondensators: C=Q/U=Ladung pro Spannung.
Einheit der Kapazität C ist F=Farad=C/V=Coulomb pro Volt

1.8 Die Energie eines Kondensator

EEl=1/2Q2/C =1/2C·U2 (Q=Ladung C=Kapazität)

1.9 Auf- und Entladen eines Kondensators
1.10 Bestimmung der Elementarladung/Millikan-Versuch

e=1,602·10-19C

1.11 Geladene Teilchen im elektischen Feld
1.12 Vergleich elektisches Feld - Gravitationsfeld

Das magnetische Feld

2.1 Magnete und Magnetfeld
2.2 Die Lorentzkraft

Die Lorentzkraft FL=q·v·B (v senkrecht zu B) auf ein elektrische Teilchen mit der Ladung q wirkt
senkrecht Bewegungsrichtung v und senkrecht zur magnetischen Flussdichte B.
Beispiel: q=2C, v=3m/s und B=5N/Am. Mit C=As folgt: FL=2C·3m/s·5Ns/Cm=30N.

2.3 Die magnetische Flussdichte
2.4 Die magnetische Feldkonstante

μ0=1,257·10-6·Vs/Am
μ0ε0=1/c2

2.5 Das Magnetfeld verschiedener Spulen
2.6 Das Magnetfeld der Erde
2.7 Elektronen im magnetischen Feld

1030=1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 Elektronen haben die Masse von 1kg.

2.8 Massenspektrometer mit Geschwindigkeitsfiltern

Induktion

3.1 Grundversuche zur Induktion

Wird ein elektrischer Leiter mit d=5m in einem Magnetfeld senkrecht zu den magnetischen Feldlinien bewegt, so wird eine Spannung in dem Leiter induziert. Uind=B·v·d Zum Beispiel: B=2T=2Vs/m2 (T=Tesla), v=3m/s und d=5m ⇒ Uind=2Vs/m2·3m/s·5m=30V.

3.2 Induktion in Leiterschleifen
3.3 Lenzsches Gesetz
3.4 Wirbelströme
3.5 Wechselspannung
3.6 Selbstinduktion
3.7 Die Energie des Magnetfelds
3.8 Die Maxwellgleichungen

Mechanische Schwingungen

4.1 Beschreibung mechanischer Schwingungen

f=1/T (f=Frequenz T=Periodendauer)

4.2 Feder-Masse-Pendel induktiv

F=D·x (D=Federkonstante) T=2π√m/D

4.3 Feder-Masse-Pendel deduktiv
4.4 Fadenpendel, U-Rohr, Federschwinger
4.5 Energie einer Schwingung
4.6 Zwei Schwingungen am selben Ort

Mechanische Wellen

5.1 Wellen - fortschreitende Störungen
5.2 Längs-und Querwellen
5.3 Beschreibung von Wellen
5.4 Wellen in Gleichungen
5.5 Überlagerungen von wellen
5.6 Reflexion mechanischer Wellen
5.7 Stehende Wellen
5.8 Eigenschwingung und Resonanz
5.9 Der Dopplereffekt

Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

6.1 Elektromagnetische Schwingkreise
6.2 Angeregte elektomagnetische Schwingkreise
6.3 Vom Schwingkreis zum Dipol
6.4 Elektromagnetische Wellen
6.5 Elektromagnetische Wellen in Materie
6.6 Polarisation

Wellenoptik

7.1 Interferenzen mit zwei Sendern
7.2 Interferenz am Doppelspalt
7.3 Interferenz am Gitter
7.4 Interferenz am Einzelspalt
7.5 Brechung und Reflexion
7.6 Längenmessung durch Interferenz
7.7 Interferenz im Alltag
7.8 Polarisation des Lichts
7.9 Röntgenstrahlung
7.10 Das elektromagnetische Spektrum

Quantenphysik

8.1 Der Photoeffekt
8.2 Innerer Phozoeffekt
8.3 Umkehrung des Photeffekts
8.4 Comton-Effekt
8.5 Quantenobjekt Photon
8.6 Messprozesse in der Quantenphysik
8.7 Elektronenbeugung
8.8 Unbestimmtheitsrelation
8.9 Modellvorstellung des Lichts

Atom- und Kernphysik

9.1 Atombau
9.2 Linienspektum und atomare Übergänge
9.3 Potentialtopf und Linienspektrum
9.4 Stoffe mit Spektren nachweisen

Astrophysik

Zusammenfassung