In welchen Situationen kann das Phänomen der Lichtbrechung beobachtet werden?
Was beschreibt der sogenannte Brechungskoeffizient? Welche Einheit hat dieser Koeffizient? Geben Sie für diese drei Stoffe den Brechungskoeffizienten an:
Wasser, Luft, Diamant.
Das Brechungsgesetz nach Snellius (dänischer Physiker) benötigen Sie nicht, da es mit Winkelfunktionen im Zusammenhang steht.
Autor: Michael Kiffmann, O03. Photo by Bruno Thethe on Unsplash.
Es gibt zwei Arten von Reflexionen: reguläre und irreguläre Reflexion.
Beschreiben Sie, worin der Unterschied besteht.
Beschreiben Sie, welche Arten der Reflexion in diesen Fällen vorliegt: eine weiße Wand, eine graue Wand, ein schwarzer Pullover, eine polierte Metalloberfläche, eine Glasplatte, eine ruhige Wasseroberfläche.
Autor: Michael Kiffmann, O02. Photo by Faye Cornish on Unsplash.
Messung der Lichtgeschwindigkeit.
Es gibt mehrere Methoden, um die Lichtgeschwindigkeit zu messen.
Stellen Sie fest, welche Maßzahl diese Geschwindigkeit hat.
Beschreiben Sie die folgenden Methoden:
Autor: Michael Kiffmann, O01. Photo by Osman Rana on Unsplash.
Die Erdachse ist gegenüber der Ekliptik geneigt. Eine der Konsequenzen besteht darin, dass zum Beispiel in Wien die Tages- und Nachtlängen während des Jahres nicht konstant sind. Zum Beispiel dauert in Wien im Winter ein Tag etwa acht Stunden, wohingegen die Nacht etwa sechzehn Stunden dauert.
Frage: gibt es Orte auf unserer Erde, an denen an allen Tagen des Jahres die Tages- und Nachtlängen gleich sind? Und: wie lange müssten solche Tage, bzw. Nächte denn sein?
Autor: Michael Kiffmann, M19. Photo by ActionVance on Unsplash.
In der Physik spricht man davon, dass elektrische Ladungen von elektrischen Feldern begleitet werden.
Untersuchen Sie, wie das Feldlinienbild einer einzelnen, positiven Ladung aussieht. Konstruieren Sie ebenfalls das Feldlinienbild einer negativen Einzelladung. Worin besteht der Unterschied?
Was ist eine sogenannte „Testladung“? Wie hängt die Form einer Feldlinie mit einer Ladung und einer Testladung zusammen?
Autor: Michael Kiffmann, E03; Photo by israel palacio on Unsplash.
Es gibt viele Planeten, nicht nur in unserem Sonnensystem. Einige dieser Planeten haben einen oder sogar mehrere Monde.
Frage: kann es sein, dass ein Planet zwar einen Mond hat, aber niemals eine Sonnen- oder Mondfinsternis stattfinden kann? Beschreiben Sie, welche Umlaufbahn ein solcher Mond haben müsste und argumentieren Sie, ob es eine solche Bahn geben kann.
Autor: Michael Kiffmann, M18. Foto: NASA.
Nehmen wir an, ich steige in ein Ruderboot, um auf der „Alten Donau“ ein paar Meine Masse ist etwa 100 kg.
Frage: Schätzen Sie, wie tief dieses Ruderboot allein durch mein Gewicht eintauchen wird.
Zusatzfrage: ein andermal steige ich auf ein Ausflugsschiff, mit dem ich nach Dürnstein fahren werde. Dieses Schiff ist 60m lang und 10m breit. Wie weit wird es alleine durch mein Gewicht eintauchen?
Grundlagen nötig? Bitte hier entlang: Wie schwimmt ein Schiff?
Autor: Michael Kiffmann, M17; Foto: Lothar Bodingbauer.
Vielleicht sind Sie schon einmal auf der Staumauer eines Laufkraftwerkes spaziert. Laufkraftwerke sind im Wesentlichen dicke Mauern, die man quer durch einen Fluss baut. Auf der Seite „stromaufwärts“ wird das Wasser aufgestaut, flussabwärts fließt es Richtung Meer.
Ganz bestimmt haben Sie schon Fotos von Staumauern gesehen, die man hoch in den Bergen gebaut hat. Diese sind erstens höher und sehen zweitens ganz anders aus: sie sind zum aufgestauten Stausee hin sehr stark gebogen gebaut.
Frage: ist dieser Unterschied der Mauerformen lediglich die Idee von Architekten oder Landschaftsplanern, oder gibt es einen physikalischen Grund für diesen Unterschied?
Autor: Michael Kiffmann, M15. Photo by Jacek Dylag on Unsplash.
Stellen Sie sich vor, dass Sie ein Schwimmbecken gekauft haben. Es ist kreisrund und hat eine Höhe von 1,5 Meter. Sie stellen dieses Ding in Ihrem Garten auf und befüllen es.
Aufgrund des hydrostatischen Drucks wird die senkrechte Wand belastet. Ihr Pool hat den Durchmesser von 8 Meter.
Ihr Nachbar macht etwas ganz ähnliches: er stellt ebenfalls einen kreisrunden Pool auf, er hat die Höhe von 1,5m. Allerdings hat der Pool bloß einen Durchmesser von 2m. Die senkrechte Wand ist aber ganz genau gleich dick und stabil gemacht, wie bei Ihrem Pool.
Frage: ist die Wand von Ihrem Pool zu schwach? Die Wand Ihres Nachbarn zu dick und stabil gemacht? Oder ist es logisch, dass beide Wände gleich stabil gemacht sind.
Zusatzfrage: Nehmen wir an, jemand baut einen derartigen Pool mit 1,5m Höhe und -seien wir unbescheiden- 300m.
Wie müsste die Wand jetzt aussehen?
Autor: Michael Kiffmann, M14. Photo by Joe Calata on Unsplash.
Der sogenannte „Freie Fall“ ist eine Idealisierung. Tatsächlich fallen die Körper wohl in der Luft, also nicht im Vakuum.
Frage: welche Änderungen gibt es nun, wenn man beschreiben soll, dass eine Masse tatsächlich in der Luft fällt?
Autor: Michael Kiffmann, M13