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01 Astronomie und Kosmologie

Aufbau des Universums, geozentrisches und heliozentrisches Weltbild, Kepler’sche Gesetze, Newtons Gravitationstheorie, Raumfahrt (Mensch und Weltall), Sternentwicklung, kosmische Strahlung und ihre Wechselwirkung mit der Erdatmosphäre, Exoplaneten und extraterrestrisches Leben, Urknall (Standardmodell), kosmische Hintergrundstrahlung und Rotverschiebung der Galaxien

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Kepler’sche Gesetze, Periheldrehung, Gravitation, Hintergrundstrahlung, Expansion des Universums, Rotverschiebung, Urknall

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02 Bedeutende physikalische Experimente

Galileo Galilei (schiefe Ebene, Pendel, Fallbewegung), Millikan-Versuch, Rutherford (Streuversuch und Atommodell), Michelson-Morley (Äther), Oersted (magnetische Wirkung von Strömen), Hafele & Keating (Zeitdilatation), Young (Doppelspaltversuch), Einstein (Erklärung des Photoeffekts), Fraunhofer Linien, Cobe-Satellit (Hintergrundstrahlung), LHC (Suche nach dem Higgs-Boson)

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Photelektrischer Effekt, Quantenphysik, Energie-Frequenz-Zusammenhang von Licht, Welle-Teilchen-Dualismus, Gravitationswellen, Interferometer, Äther, Michelson-Morley-Interferometer

https://www.phyx.at/category/basics/bedeutende-physikalische-experimente/

03 Physiknobelpreise

Röntgenstrahlen (Röntgen), Strahlungsphänomen (Ehepaar Curie), MichelsonInterferometer (Michelson), Theorie der Quantisierung (Planck), Kosmische Höhenstrahlung (Hess), Photoeffekt (Einstein), Struktur von Atomen (Bohr), Millikan-Versuch (Millikan), De-Broglie-Welle (De-Broglie), Quantenmechanik (Heisenberg), Weiterentwicklung der Quantenphysik (Schrödinger), Entdeckung des Positrons (Anderson), Pauliprinzip (Pauli), Quantenelektrodynamik (Feynman), Bose-Einstein-Kondensat (Kettele/Cornell/Wiemann), Graphen (Geim/Novoselov), Beschleunigte Expansion des Universums (Perlmutter/Schmidt/Riess), Higgs-Teilchen (Englert/Higgs), Neutrinooszillationen (Kajita/McDonald), Gravitationswellen (Weiss/Barish/Thorne)

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Kosmische Höhenstrahlung, Strahlenbelastung bei Flügen, Tunneleffekt, Heisenberg’sche Unschärferelation, Mikro- und Makrokosmos

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04 Mechanik und Erhaltungsgrößen

Eigenschaften der Masse, Newton’sche Axiome, Grundkräfte des Universums, Bewegung und Geschwindigkeit, Arbeit/Energie/Leistung, Goldene Regel der Mechanik, Statischer und Dynamischer Auftrieb, Gleichgewichte, Hauptsätze der Wärmelehre, Arten der Wärmeübertragung, Energieerhaltung, Energieumwandlung, Energieformen, Energiewirtschaft und Nachhaltigkeit, Impulserhaltung (Stöße, Autounfall, Billard), Drehimpulserhaltung, Ladungserhaltung, Äquivalenz von Masse und Energie, Perpetuum Mobile

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Impuls, Impulserhaltung, Energieerhaltung, Schwerpunkt, Energieumwandlung, Potenzielle Energie, Kinetische Energie

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05 Physikalischer Feldbegriff

Allgemeiner Feldbegriff (Skalarfelder und Vektorfelder), Gravitationsfeld (Schwerkraft, Mikrogravitation, Allgemeine Relativitätstheorie, potentielle Energie), Elektrisches Feld, Magnetisches Feld, Elektromagnetisches Feld (Elektrodynamik, „Elektrosmog“), Quantenfeldtheorie (Feldbegriff versus Austauschteilchen, Standardmodell), Gemeinsamkeiten und Unterschiede der Felder

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Elektrisches Feld, Magnetfeld, Zusammenhang Elektrizität.Magnetismus, Versuch von Ørsted, Motorpinzip, Generatorprinzip, Gewitter, Elektrostatische Aufladung, Blitze, Donner, Schutz vor Blitzschlägen

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06 Physikalische Modelle

Atommodelle, Welle-Teilchen-Dualismus, Ideales Gas, Ideales Pendel, Standardmodell der Teilchenphysik, Kosmologische Modelle (Standardmodell, Inflation, Urknall), Feldkonzept (Gravitationsfeld, Magnetfeld, elektrisches Feld, Kraftfeld, Higgs-Feld), Konzept von Raum und Zeit (Spezielle und Allgemeine Relativitätstheorie)

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Licht, Lichtwelle, Lichtteilchen, Entstehung von Licht, Welle-Teilchen-Dualismus, Farben dünner Schichten, Atommodelle, Orbitale, Aufenthaltswahrscheinlichkeit, Heisenberg’sche Unschärferelation

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07 Physik in der Natur

Wettererscheinungen, Gewitter, Klima, Strahlungsgürtel, Polarlicht, Treibhauseffekt, Kosmische Strahlung (Höhenstrahlung), Optische Phänomene in der Natur (Regenbogen, Himmelsfarben, Luftspiegelungen), Meteorologie (Blitz und Donner, Niederschlag, Wetter und Klima), Geophysik (Erdbeben, Erdmagnetismus, Tsunami), Meer (Gezeiten, Anomalie des Wassers, Strömungen), Tages- und Jahreszeiten, Mondphasen, Finsternisse

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Meeresströmung, Golfstrom, Polarlicht, Magnetfeld der Erde Atmosphäre, Entstehung von Licht, Nord- und Südpol

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08 Physik in Alltag und Technik

Straßenverkehr (Bremsweg, Airbag, plastische Stöße, Beschleunigung, Reibung), Wohnen, Haushalt und Freizeit und Sport, Grundlagen der Elektrizität (Spannung/Stromstärke/Widerstand), Energieversorgung (Kraftwerke, Energiewandler, Wirkungsgrad, erneuerbare Energieträger), Gesundheit (Solarium, Lichtquellen, Strahlung, Grenzwerte), Haushaltstechnik (Druckkochtopf, Wärmekraftmaschine, Kühlschrank, Wärmepumpe, Wärmedämmung, Mikrowellenherd), Beleuchtung, Strom im Haushalt, Alltagselektrotechnik (Motor, Transformator, Generator (Fahrraddynamo), Lärmbelastung/Schallschutz, Solarzellen/Sonnenkollektoren), Halbleiter, Laser

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: SI-Einheiten und ihre Definition, Urmeter, Längenmessung, Lichtjahr, Zeiteinheit, Änderung von Raum und Zeit in der Relativitätstheorie, Elektrischer Strom, Elektrische Spannung, Stromversorgung, Kraftwerke, Hochspannungsleitung, Stromverbrauch

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09 Physik des 21. Jahrhunderts

Nanotechnologie (Graphen, Nanomaschinen), LHC, Higgs-Bosonen, Gravitationswellen, Neutrinos, Neue Erkenntnisse in der Kosmologie, Marsexpedition, Science-Fiction und Realität, Physik in aktuellen Filmen (Interstellar, Marsianer, Gravity)

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Wurmloch, Zeitreisen, Relativitätstheorie, Newton’sches Gravitationsgesesetz, Gravitationswellen, Raum-Zeit, Schwarze Löcher

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10 Physik in Biologie und Medizin

Sinnesorgane, Farben von Lebewesen, Puls und Blutdruck, EKG und EEG, Energiehaushalt von Lebewesen, Strahlungsbelastung, Nervenleitung, Sportmedizin (Tauchen, Bergsteigen, Energieumsatz), Bildgebende Verfahren (Röntgen, CT, Nuklearmagnetresonanz, PET, Ultraschall), Nuklearmedizin, Homöopathie, Nanotechnologie in der Medizin (Prothesen, Ferrofluide, Krebsbehandlung, Früherkennung), Gefahren von Nanopartikeln für Mensch und Umwelt, Bionik

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Nanotechnologie, Lotuseffekt, Nano-Materialien, Farben, additive und subtraktive Farbmischung, UV-Licht, Farben dünner Schichten, Interferenzfarben, Licht

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11 Schwingungen und Wellen

Feder- und Fadenpendel, harmonische Schwingungen, gedämpfte und ungedämpfte Schwingungen, Unterschied Schwingungen-Wellen, Resonanz, Mechanische Wellen (Gesetze), Schallwellen und Akustik, Dopplereffekt, elektromagnetische Wellen (Optik, Spektralanalyse, Kommunikationstechnologie), Entwicklung der Vorstellungen von Licht, Photonen und Materiewellen, Quantenmechanik, Gravitationswellen, Wellenphänomene (Interferenz, Beugung, Polarisation)

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Schall, Frequenz, Schwingung, Tonhöhe, Klang, Geräusch, Schwingung, Welle, Lautstärke, Dopplereffekt, Schallmauer, Rotverschiebung von Sternenlicht, Expansion des Universums

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12 Elektromagnetische Strahlung

Atome als Quellen von Licht, Spektralanalyse, Wechselwirkung mit Materie (Absorption, Emission, Transmission, Photoeffekt, Ionisierung, Fluoreszenz), Strahlungsquellen (LED, Laser, Röntgenröhre, Mikrowelle, UV-Lampen, Radioaktivität), gesundheitliche Auswirkung von Strahlung, Strahlung in der Medizin (Laser, Röntgen, Nuklearmedizin, Wärmelampen, UV, Desinfektion), Strahlungsunfälle und Strahlenschutz

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Fraunhofer Linien, Lichtspektrum, LED, Spektrum von Energiesparlampen/Glühlampen, Entstehung von Licht, Absorption, Emission, Laser, Energie-Frequenz-Zusammenhang, gesamtes Spektrum elektromagnetischer Strahlung

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13 Optische Phänomene

Geometrische Optik, Optische Gesetze, Totalreflexion (Glasfaserkabel, Fata Morgana), Polarisation, Interferenz, Beugung, Farben dünner Schichten

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Prisma, Wellenlänge und Farbe von Licht, Lichtbrechung, Reflexionsgesetz, Fata Morgana, Regenbogen, Lichtgeschwindigkeit, geometrische Optik, Wellenoptik, Totalreflexion

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14 Relativistische Physik

Spezielle Relativitätstheorie, Verallgemeinerung des Energiesatzes (Äquivalenz von Masse und Energie), Verallgemeinerung der Gravitationstheorie (Allgemeine Relativitätstheorie), Raum und Zeit, Längenmessung: Klassische Physik (Relativistische Physik)

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Michelson-Morley Experiment, Phänomene der Relativitätstheorie, Paradigmenwechsel, Universum: Blick in die Vergangenheit, Gleichzeitigkeit, Lichtgeschwindigkeit, Relativitstischer Faktor, Myonen, Zeitdilatation, Längenkontraktion, relativistische Massenzunahme, Energie-Masse-Äquivalenz

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15 Kern-und Elementarteilchenphysik

Streuversuche, Atomkernaufbau, Standardmodell, Radioaktivität (ionisierende Strahlung), Kräfte/Wechselwirkungen, Kernspaltung und Kernfusion, Kernkraft und Kernenergie (Kernreaktoren, Fusionsreaktoren), Myonen, Neutrinos, Standardmodell der Teilchenphysik, LHC, Higgs-Bosonen

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Radioaktivität, Radiocarbonmethode, Zerfallsgesetz, Zufall und Vorhersagbarkeit, Aufbau des Atoms, Rutherford’scher Streuversuch, Atomradius, Größenverhältnisse im Atom, Wasserstoffatom

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16 Physikalische Forschung im Spiegel der Zeit

Atommodelle, Wesen der Materie (Atomismus/Kontinuum), geozentrische und heliozentrische Weltbilder, Pioniere der neuzeitlichen Naturwissenschaft, Inertialsysteme, der Gravitationsbegriff, Vermessung der Erde und des Sonnensystems, elektrische und magnetische Phänomene, Astronomische Vorstellungen von der Antike bis zu Neuzeit, Vorstellung vom Sehen im Laufe der Zeit, Messen (Grundgrößen und Messgeräte)

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Axiom, Newton’sche Axiome, Fallgesetz von Galileo Galilei, Reibung, Rationalismus, Sinneserfahrungen, Empirismus, Sehen und Lichtausbreitung, Sehstrahlen, Reflexion, Lichtbrechung, Kurz- und Weitsichtigkeit

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17 Gültigkeit physikalischer Theorien

Physik als Wissenschaft, Verifizierbarkeit und Falsifizierbarkeit (Sir Karl Popper), Prinzip der Induktion und Deduktion, Widerspruchsfreiheit der Physik, Gültigkeitsgrenze von Modellen, Theoretische Physik, Computergestützte Physik, Experimentalphysik, Freier Fall (Galilei), Gedankenexperimente, Entropie und Wahrscheinlichkeit (Laplace’scher Dämon), Paradoxien (Schrödingerkatze, EPR-Paradoxie, Zwillingsparadoxon), Mikrokosmos/Makrokosmos

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Fallgesetz von Galileo Galilei, Vakuum, Fadenpendel, Ideales Pendel, Modelle, Energieerhaltung, Heisenberg’sche Unschärferelation, Mikrokosmos-Makrokosmos, Orbitale, Laplac’scher Dämon, Determinismus

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18 Philosophie und Physik

Weltbilder und Paradigmenwechsel, Determinismus und Kausalität (Heisenberg’sche Unschärferelation, Chaos), Natur physikalischer Gesetze (Anthropisches Prinzip), wissenschaftstheoretische Positionen (Positivismus, Realismus, Idealismus, Konstruktivismus), Wissenschaftsgeschichte, Feinabstimmung

Selbstkontrolle – Folgende Konzepte sollten Sie auf jeden Fall gut erklären können: Widersprüche in der klassischen Physik, die zur Quantenphysik geführt haben, Photoelektrischer Effekt, Hauptphänomene der Quantenphysik, Herkunft des Namens und Bedeutung der „Quantisierung“, Messen in der Quantenphysik, Doppelspaltexperiment, Schrödingers Katze, Welle-Teilchen-Dualismus, Heisenberg’sche Unschärferelation, Verschränkung, Quantenkryptografie

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