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Suchergebnisse 3781 - 3810 von 3933

Beobachtungen zum dritten KEPLERschen Gesetz (Simulation)

Versuche

Mit Hilfe dieser Simulation und der zugehörigen Arbeitsaufträge kannst du lernen, durch welche Beobachtungen man zum dritten KEPLERschen gelangt.

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Beobachtungen zum ersten KEPLERschen Gesetz (Simulation)

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Gärtnerkonstruktion von Ellipsen (Heimversuch)

Versuche

Durch diesen Versuch erfährst du, wie man mit einfachen Mitteln eine Ellipse konstruiert.

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Beobachtungen zum zweiten KEPLERschen Gesetz (Simulation)

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Quantenmechanische Systematisierung des Periodensystems

Grundwissen

  • Die Zustände der gebundenen Elektronen eines Atoms werden mit den Quantenzahlen beschrieben.
  • Es gibt vier unterschiedliche Quantenzahlen: Hauptquantenzahl \(n\), Nebenquantenzahl \(l\), magnetische Quantenzahl \(m\) und Spin-Quantenzahl \(s\).
  • Das PAULI-Prinzip besagt, dass in einem Atom niemals zwei Elektronen in allen vier Quantenzahlen übereinstimmen können.

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Grundwissen

  • Die Zustände der gebundenen Elektronen eines Atoms werden mit den Quantenzahlen beschrieben.
  • Es gibt vier unterschiedliche Quantenzahlen: Hauptquantenzahl \(n\), Nebenquantenzahl \(l\), magnetische Quantenzahl \(m\) und Spin-Quantenzahl \(s\).
  • Das PAULI-Prinzip besagt, dass in einem Atom niemals zwei Elektronen in allen vier Quantenzahlen übereinstimmen können.

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Atomdurchmesser aus dem Ölfleckversuch

Grundwissen

  • Beim Ölfleckversuch wird aus einer makroskopischen Beobachtung auf eine mikroskopische Eigenschaft geschlossen.
  • Der Durchmesser eines Atoms liegt in der Größenordnung von \(10^{-10}\,\rm{m}\).

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Grundwissen

  • Beim Ölfleckversuch wird aus einer makroskopischen Beobachtung auf eine mikroskopische Eigenschaft geschlossen.
  • Der Durchmesser eines Atoms liegt in der Größenordnung von \(10^{-10}\,\rm{m}\).

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Aufbau von Atomkernen

Grundwissen

  • Atomkerne bestehen aus Nukleonen. Dies sind entweder die elektrisch positiven Protonen und elektrische neutralen Neutronen.
  • Die Kernladungs- oder Ordnungszahl \(Z\) gibt die Zahl der Protonen in einem Atomkern an und bestimmt, um welches Element es sich handelt.
  • Jedes Element hat seine feste Kernladungszahl \(Z\), kann aber mehrere Isotope mit unterschiedlicher Neutronenzahlen \(N\) besitzen.
  • Die Nukleonen- oder Massenzahl \(A=Z+N\) gibt die (ungefähre) Masse eines Atomkerns bzw. des ganzen Atoms in der Maßeinheit \(\rm{u}\) an.
  • Zur eindeutigen Identifikation von Atomkernen nutzt man die Schreibweise\[_Z^A{\rm{X }} \buildrel \wedge \over = \;_{{\rm{Ordnungszahl}}}^{{\rm{Massenzahl}}}{\rm{Elementsymbol}},\;{\rm{alsoz}}.{\rm{B}}.\;_{\rm{6}}^{{\rm{14}}}{\rm{C}}\]

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Grundwissen

  • Atomkerne bestehen aus Nukleonen. Dies sind entweder die elektrisch positiven Protonen und elektrische neutralen Neutronen.
  • Die Kernladungs- oder Ordnungszahl \(Z\) gibt die Zahl der Protonen in einem Atomkern an und bestimmt, um welches Element es sich handelt.
  • Jedes Element hat seine feste Kernladungszahl \(Z\), kann aber mehrere Isotope mit unterschiedlicher Neutronenzahlen \(N\) besitzen.
  • Die Nukleonen- oder Massenzahl \(A=Z+N\) gibt die (ungefähre) Masse eines Atomkerns bzw. des ganzen Atoms in der Maßeinheit \(\rm{u}\) an.
  • Zur eindeutigen Identifikation von Atomkernen nutzt man die Schreibweise\[_Z^A{\rm{X }} \buildrel \wedge \over = \;_{{\rm{Ordnungszahl}}}^{{\rm{Massenzahl}}}{\rm{Elementsymbol}},\;{\rm{alsoz}}.{\rm{B}}.\;_{\rm{6}}^{{\rm{14}}}{\rm{C}}\]

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Nuklidkarte stabiler Kerne

Grundwissen

  • Verschiedene Atomkerne werden häufig in einer \(N\)-\(Z\)-Nuklidkarte dargestellt.
  • Unterschiedliche Elemente stehen jeweils in verschiedenen Zeilen, Isotope des gleichen Elementes jeweils in der gleichen Zeile.
  • Kleine, leichte Kerne besitzen ungefähr genau so viele Protonen wie Neutronen, bei großen, schweren Kernen ist die Zahl der Neutronen deutlich größer als die der Protonen.

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Grundwissen

  • Verschiedene Atomkerne werden häufig in einer \(N\)-\(Z\)-Nuklidkarte dargestellt.
  • Unterschiedliche Elemente stehen jeweils in verschiedenen Zeilen, Isotope des gleichen Elementes jeweils in der gleichen Zeile.
  • Kleine, leichte Kerne besitzen ungefähr genau so viele Protonen wie Neutronen, bei großen, schweren Kernen ist die Zahl der Neutronen deutlich größer als die der Protonen.

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Bestimmung der Gravitationskonstante aus dem Ortsfaktor

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Genaue Messungen des Ortsfaktors ergeben in Deutschland für die Städte Hamburg \({g_{{\rm{HH}}}} = 9{,}813730\,\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{kg}}}}\), Köln…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Genaue Messungen des Ortsfaktors ergeben in Deutschland für die Städte Hamburg \({g_{{\rm{HH}}}} = 9{,}813730\,\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{kg}}}}\), Köln…

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Bestimmung von Masse und Dichte der Erde

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Henry CAVENDISH (1731 - 1810) gelang es im Jahr 1798 mit einer Gravitationswaage zum ersten Mal, den Wert der Gravitationskonstanten \(G\) ohne…

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Henry CAVENDISH (1731 - 1810) gelang es im Jahr 1798 mit einer Gravitationswaage zum ersten Mal, den Wert der Gravitationskonstanten \(G\) ohne…

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Bestimmung der Jupitermasse

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Hast du dich schon einmal gefragt, wie Astrophysiker die Masse der Planeten unseres Sonnensystems bestimmen können? Wie man die Masse der Erde durch…

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Hast du dich schon einmal gefragt, wie Astrophysiker die Masse der Planeten unseres Sonnensystems bestimmen können? Wie man die Masse der Erde durch…

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Gravitationskraft

Grundwissen

  • Die Gravitationskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) zwischen zwei punktförmigen Massen \(m_1\) und \(m_2\) liegt auf der Verbindungslinie der beiden Massen. Der Betrag \(F_{\rm{G}}\) der Gravitationskraft ist proportional zu den Massen \(m_1\) sowie \(m_2\) und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands \(r\) der Massen. Er berechnet sich durch \(F_{\rm{G}} = G \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{{{r^2}}}\) mit der Gravitationskonstante \(G = 6{,}674 \cdot {10^{ - 11}}\,\frac{{{{\rm{m}}^3}}}{{{\rm{kg}} \cdot {{\rm{s}}^2}}}\).
  • Die Gravitationskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) auf eine punktförmige Masse \(m\) an der Erdoberfläche ist senkrecht zur Erdoberfläche gerichtet. Der Betrag \(F_{\rm{G}}\) der Gravitationskraft ist proportional zur Masse \(m\). Er berechnet sich durch \(F_{\rm{G}}=m \cdot g\). In der Praxis benutzen wir in Deutschland den Wert \(g = 9{,}81\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{kg}}}}\).

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Grundwissen

  • Die Gravitationskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) zwischen zwei punktförmigen Massen \(m_1\) und \(m_2\) liegt auf der Verbindungslinie der beiden Massen. Der Betrag \(F_{\rm{G}}\) der Gravitationskraft ist proportional zu den Massen \(m_1\) sowie \(m_2\) und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands \(r\) der Massen. Er berechnet sich durch \(F_{\rm{G}} = G \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{{{r^2}}}\) mit der Gravitationskonstante \(G = 6{,}674 \cdot {10^{ - 11}}\,\frac{{{{\rm{m}}^3}}}{{{\rm{kg}} \cdot {{\rm{s}}^2}}}\).
  • Die Gravitationskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) auf eine punktförmige Masse \(m\) an der Erdoberfläche ist senkrecht zur Erdoberfläche gerichtet. Der Betrag \(F_{\rm{G}}\) der Gravitationskraft ist proportional zur Masse \(m\). Er berechnet sich durch \(F_{\rm{G}}=m \cdot g\). In der Praxis benutzen wir in Deutschland den Wert \(g = 9{,}81\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{kg}}}}\).

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Stabile Kreisbahnen

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Warum bleiben z.B. der Mond, ein geostationärer Satellit oder die Raumstation ISS auf ihrer festen Umlaufbahn und bewegen sich nicht näher oder weiter…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Warum bleiben z.B. der Mond, ein geostationärer Satellit oder die Raumstation ISS auf ihrer festen Umlaufbahn und bewegen sich nicht näher oder weiter…

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Massen und Federn (Simulation von PhET)

Versuche
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Schwarzkörperstrahlung (Simulation von PhET)

Versuche
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Eigenschaften von Gasen (Simulation von PhET)

Versuche
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Energieentwertung durch Reibung

Grundwissen

  • Bei der Betrachtung von mechanischen Systemen wird die Reibung oft vernachlässigt.
  • In realen Systemen tritt (außer im Weltraum) allerdings immer Reibung auf.
  • Das Auftreten von Reibung ist mit einer irreversiblen Energieentwertung verbunden.

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  • Bei der Betrachtung von mechanischen Systemen wird die Reibung oft vernachlässigt.
  • In realen Systemen tritt (außer im Weltraum) allerdings immer Reibung auf.
  • Das Auftreten von Reibung ist mit einer irreversiblen Energieentwertung verbunden.

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Leiter und Nichtleiter

Grundwissen

  • Materialien können grob in zwei Kategorien eingeteilt werden: Leiter (z.B. Metalle) und Nichtleiter (z.B. Kunststoffe).
  • Ob ein Material Strom gut oder schlecht leitet kannst du mit einer Testschaltung prüfen.
  • Je mehr Salz im Wasser gelöst ist, desto besser leitet Wasser Strom.
  • Die meisten Gase leiten Strom nicht.

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Grundwissen

  • Materialien können grob in zwei Kategorien eingeteilt werden: Leiter (z.B. Metalle) und Nichtleiter (z.B. Kunststoffe).
  • Ob ein Material Strom gut oder schlecht leitet kannst du mit einer Testschaltung prüfen.
  • Je mehr Salz im Wasser gelöst ist, desto besser leitet Wasser Strom.
  • Die meisten Gase leiten Strom nicht.

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Stabile Kreisbahnen im Gravitationsfeld

Grundwissen

Bewegt sich ein Trabant auf einer stabilen Kreisbahn im Gravitationsfeld eines Zentralkörpers, dann beträgt

  • die potenzielle Energie des Systems Zentralkörper-Trabant \({E_{{\rm{pot}}}}\left( r \right) =  - G \cdot m \cdot M \cdot \frac{1}{r}\)
  • die kinetische Energie des Trabanten \({E_{{\rm{kin}}}} = \frac{1}{2} \cdot \left| {{E_{{\rm{pot}}}}} \right|\)
  • die Gesamtenergie des Systems Zentralkörper-Trabant \({E_{{\rm{ges}}}} = {\frac{1}{2} \cdot {E_{{\rm{pot}}}}}\)

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Bewegt sich ein Trabant auf einer stabilen Kreisbahn im Gravitationsfeld eines Zentralkörpers, dann beträgt

  • die potenzielle Energie des Systems Zentralkörper-Trabant \({E_{{\rm{pot}}}}\left( r \right) =  - G \cdot m \cdot M \cdot \frac{1}{r}\)
  • die kinetische Energie des Trabanten \({E_{{\rm{kin}}}} = \frac{1}{2} \cdot \left| {{E_{{\rm{pot}}}}} \right|\)
  • die Gesamtenergie des Systems Zentralkörper-Trabant \({E_{{\rm{ges}}}} = {\frac{1}{2} \cdot {E_{{\rm{pot}}}}}\)

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Elektrische Ladung

Grundwissen

  • Die Einheit der elektrische Ladung, Symbol \(Q\), ist das Coulomb, Symbol \(\rm{C}\).
  • Ein Elektron besitzt die negative Elementarladung: \(q_{\rm{Elektron}}=-e = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\rm{C}\).

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Grundwissen

  • Die Einheit der elektrische Ladung, Symbol \(Q\), ist das Coulomb, Symbol \(\rm{C}\).
  • Ein Elektron besitzt die negative Elementarladung: \(q_{\rm{Elektron}}=-e = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\rm{C}\).

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Erste kosmische Geschwindigkeit

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Als erste kosmische Geschwindigkeit \(v_1\) bezeichnet man diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper horizontal von der Erdoberfläche abgeschossen…

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Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Als erste kosmische Geschwindigkeit \(v_1\) bezeichnet man diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper horizontal von der Erdoberfläche abgeschossen…

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Abschuss mit der ersten kosmischen Geschwindigkeit

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Als erste kosmische Geschwindigkeit \(v_1\) bezeichnet man bekanntlich diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper horizontal von der Erdoberfläche…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Als erste kosmische Geschwindigkeit \(v_1\) bezeichnet man bekanntlich diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper horizontal von der Erdoberfläche…

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Zweite kosmische Geschwindigkeit

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Als zweite kosmische Geschwindigkeit \(v_2\) bezeichnet man diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper vertikal von der Erdoberfläche abgeschossen…

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Als zweite kosmische Geschwindigkeit \(v_2\) bezeichnet man diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper vertikal von der Erdoberfläche abgeschossen…

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Dritte kosmische Geschwindigkeit

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Als dritte kosmische Geschwindigkeit \(v_3\) bezeichnet man diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper von der Erdoberfläche abgeschossen werden…

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Als dritte kosmische Geschwindigkeit \(v_3\) bezeichnet man diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper von der Erdoberfläche abgeschossen werden…

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Arbeit im Weg-Kraft-Diagramm

Grundwissen

  • Die Formel $W=F\cdot s$ zur Berechnung der Arbeit gilt nur, wenn die wirkende Kraft konstant ist.
  • Ändern sich die wirkenden Kräfte hilft die Interpretation von Arbeit als Fläche im Weg-Kraft-Diagramm.

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  • Die Formel $W=F\cdot s$ zur Berechnung der Arbeit gilt nur, wenn die wirkende Kraft konstant ist.
  • Ändern sich die wirkenden Kräfte hilft die Interpretation von Arbeit als Fläche im Weg-Kraft-Diagramm.

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Leistung bei der Parallelschaltung von Schaltern und Lampen

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Ein Stromkreis enthält eine elektrische Quelle mit \(\left| {{U_0}} \right| = 6{,}0\,{\rm{V}}\) und drei gleichartige Glühlampen mit der Aufschrift…

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Ein Stromkreis enthält eine elektrische Quelle mit \(\left| {{U_0}} \right| = 6{,}0\,{\rm{V}}\) und drei gleichartige Glühlampen mit der Aufschrift…

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Radfahrer in der Halfpipe mit Reibung

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Radfahrer: CC O via Wikimedia Commons Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeEin BMX-Fahrer wagt den Sprung in die in Abb. 1…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Radfahrer: CC O via Wikimedia Commons Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeEin BMX-Fahrer wagt den Sprung in die in Abb. 1…

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Satellit in der Erdumlaufbahn

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Ein Satellit der Masse \(500\,\rm{kg}\) befindet sich auf einer Kreisbahn in \(400\,\rm{km}\) Höhe über der Erdoberfläche. …

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Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Ein Satellit der Masse \(500\,\rm{kg}\) befindet sich auf einer Kreisbahn in \(400\,\rm{km}\) Höhe über der Erdoberfläche. …

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Resonanzabsorption von Natrium (qualitativ)

Versuche

  • Veranschaulichung der Folgen der Absorption von Photonen
  • Demonstration diskreter Energieniveaus von Atomen
  • Hinführung zum Absorptionsspektrum

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Versuche

  • Veranschaulichung der Folgen der Absorption von Photonen
  • Demonstration diskreter Energieniveaus von Atomen
  • Hinführung zum Absorptionsspektrum

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Kreisbahn um die Erde

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

CC-BY-SA 2.0 Generic /Sir Isaac Newton Abb. 1 Newtons Zeichnung vom Zusammenhang zwischen Wurfbewegung und SatellitenbewegungUnsere Erfahrung…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

CC-BY-SA 2.0 Generic /Sir Isaac Newton Abb. 1 Newtons Zeichnung vom Zusammenhang zwischen Wurfbewegung und SatellitenbewegungUnsere Erfahrung…

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