Basics, Physikalische Modelle |
Die klassische Physik ist der Auffassung, dass Raum und Zeit unabhängig voneinander existieren. Albert Einstein schuf mit der Relativitätstheorie die sogenannte “Raumzeit”. Er ging vom Fehlen eines absoluten Bezugssystem aus, von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit. Und er formulierte als Konsequenz, was passiert, wenn man sich sehr schnell – vergleichbar mit der Lichgeschwindigkeit – bewegt: Die Zeit vergeht langsamer (Zeitdilatation), die Distanzen verkürzen sich (Längenkontraktion) und die Massen nehmen zu (relativistische Massenzunahme). Das sind die Phänomene der speziellen Relativitätstheorie.Die “allgemeine Relativitätstheorie” sagt, dass diese Phänomene auch in der Nähe von großen Massen auftreten können, sie ist auch eine Theorie der Gravitation. Und überhaupt: es gilt: E=mc2: Energie und Masse sind äquivalent.
Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Relativitätstheorie
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Modelle |
Felder spielen in der Physik eine wichtige Rolle. Sie sind “Erfindungen” der Physiker:innen, um die Wechselwirkungen entfernter Objekte zu verstehen und auf eine “lokale” Situation zu bringen. Am einfachsten versteht man das mit einem Magneten, der am Tisch liegt. Er wirkt auf einen anderen Magneten in der Umgebung. Die beiden ziehen sich an, oder stoßen einander ab. Das Magnetische Feld des einen, ist das was der andere spürt. Wir können das Feld zeichnen, in dem wir mit dem zweiten Magneten, den wir Testmagnet nennen, in der Gegend des ersten herumfährt und an jedem Punkt der Umgebung einzeichnet, wie Stark die Wechselwirkung ist, und in welche Richtung sie wirkt. Es entstehen viele Pfeile, deren Länge die Stärke darstellt, und deren Richtung, klar, die Richtung. Das Magnetfeld ist also ein Vektorfeld. Und davon gibt es viele andere.
Links:
- Gravitationsfeld: https://de.wikipedia.org/wiki/Gravitationsfeld
- Magnetfeld: https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetismus
- Elektrisches Feld: https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrisches_Feld
- Kraftfeld: https://de.wikipedia.org/wiki/Kraftfeld
- Higgs-Feld: https://de.wikipedia.org/wiki/Higgs-Mechanismus
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Modelle |
Das Universum ist vor 13,8 Milliarden im Urknall entstanden. Seither dehnt es sich aus – es expandiert. Drei Möglichkeiten gibt es: die Ausdehnung beschleunigt sich, sie bleibt gleich, oder sie verringert sich so, dass das Universum wieder in sich zusammenfällt.
Link: Kosmologie – Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/Kosmologie
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Modelle |
Es ist wie einem Zoo, in dem die Tiere “geordnet” werden. Säugetiere, Fische, Vögel, und so weiter. In der Physik werden die Elementarteilchen geordnet, und die Grundkräfte der Natur. Das Ganze heißt “Standardmodell”. Immer wieder werden neue Teilchen entdeckt, die man zuvor “postuliert” hatte, also angenommen, dass es sie geben muss.
Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Standardmodell_der_Teilchenphysik
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Modelle |
Wir hängen eine Masse an eine Schnur und lassen die Masse hin- und herpendeln. Wir werden dabei entdecken, dass die Schwinungsdauer (einmal hin- und her) unabhängig ist von der Masse, aber abhängig ist von der Schnurlänge und der Schwerkraft. Das findet man bei genauem Experimentieren auch heraus. Man möchte das auch berechnen, und da gibt es noch leichte Unterschiede mit den Ergebnissen der Rechnung und dem Experiment. Der Ausweg: wie schon beim Fallgesetz (wir denken uns dort die Luft weg) idealisieren wir die Umstände beim Pendel: die Schnur hat keine Masse und keine Ausdehnung, die Masse ist punktförmig und hat auch keine Ausdehnung, und die Auslenkungen sind sehr klein, obwohl das Pendel sicher weiter schwingen könnte. Dann passt alles gut zusammen.
Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Mathematisches_Pendel
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Modelle |
Ein Gas besteht aus Atomen oder Molekülen, die sich weitgehend frei im Behälter bewegen können. Was hier im Wort “weitgehend” versteckt ist, ist folgendes: die Atome oder Moleküle können einander selbst ein wenig anziehen. Und sie könnten nicht punktförmig sein, sondern ausgedehnt. Im “idealen Gas” denkt man sich diese sogenannten “Van-der-Waals-Wechselwirkungen” zwischen den Atomen/Molekülen weg, oder man stellt sie sich als nicht vorhanden vor, und die Teilchen sind punktförmig, haben also keine Ausdehnung. Es gibt auch keine Rotation oder Vibration der Teilchen. Die ganze Sache ist ähnlich wie beim Fallgesetz, hier denkt man sich die Luft weg, dann findet man heraus, dass alle Teilchen, gleich welcher Masse, gleich schnell fallen. Beim idealen Gas studiert man die “Gasgesetze”, von denen es mehrere gibt. Sie verbinden Druck, Volumen und Temperatur des Gases, die sogenannten Zustandsgrößen.
Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Ideales_Gas
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Modelle |
Ein Teilchen kann als Welle gesehen werden. Eine Welle kann als Teilchen gesehen werden. Bei Licht ist das Lichtteilchen das Photon, oder eben die Welle die Lichtwelle. Es gibt Experimente, die beide Aspekte zeigen oder auch bestätigen. Die eine Beschreibungsform würde die andere ausschließen. Das muss nicht sein. Beide Beschreibungen werden “gültig gelassen”, sie gelten beide, und das Ganze wird als Welle-Teilchen-Dualismus beschrieben. Auch bei Materieteilchen – allgemein – anderen Quantenobjekten ist das der Fall. Sie sind auch Wellen.
Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Welle-Teilchen-Dualismus
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Forschung im Spiegel der Zeit, Physikalische Modelle |
Wie soll man sich ein Atom vorstellen? Als kleine Kugel, die nicht mehr teilbar ist? Das war zunächst die erste Idee. Dann wurde aber klar, dass es aus elektrisch negativ und positiv geladenen Teilchen besteht. Wie sind sie in dieser “Kugel” verteilt? Gleichmäßig? Nein. In Kern (Protonen, positiv) und Hülle (Elektronen, negativ). Dann kamen noch die Neutronen (elektrisch neutral) im Kern dazu. Zwischen Kern und Hülle: “Nichts als der leere Raum”. Nächster Schritt: Wenn die Elektronen auf Bahnen um den Kern kreisen, müssten sie eigentlich Energie verlieren – weil sie auf einer Kreisbahn immer beschleunigt werden – nämlich zum Mittelpunkt hin. Nur bestimmte Bahnen sind erlaubt, so war die weitere Erkenntnis – dann verlieren sie keine Energie. Bahnwechseln? Ein Quantensprung. Zu guter Letzt – da sind wir jetzt – kam noch dazu, dass man Bahnen eigentlich nicht angeben kann, weil man Ort und Impuls (Geschwindigkeit) man gleichzeitig genau kennen müsste. Verboten, sagt die Quantenphysik, die Heisenberg’sche Unschärfelrelation. Daher zeichnet man lieber “Wolken”, Orbitale. Man kann nur noch Wahrscheinlichkeiten angeben, mit denen sich die Elektronen darin aufhalten. Übrigens: auch Protonen und Neutronen bestehen noch aus kleineren Teilchen, den Quarks.
Link: Atommodelle
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
