Suchergebnis für:
Längenkontraktion
- Für bewegte Beobachter sind Strecken verkürzt.
- Für die Längenkontraktion gilt: \(\Delta x' = \Delta x \cdot \sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2}\)
- Die Längenkontraktion findet nur in Bewegungsrichtung statt.
- Für bewegte Beobachter sind Strecken verkürzt.
- Für die Längenkontraktion gilt: \(\Delta x' = \Delta x \cdot \sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2}\)
- Die Längenkontraktion findet nur in Bewegungsrichtung statt.
EINSTEINs Postulate
- Erstes Postulat (Relativitätsprinzip): Alle Inertialsysteme sind bezüglich aller physikalischen Gesetze gleichberechtigt.
- Zweites Postulat (Konstanz der Lichtgeschwindigkeit): Die Vakuumlichtgeschwindigkeit \(c\) ist in allen Inertialsystemen gleich groß.
- Erstes Postulat (Relativitätsprinzip): Alle Inertialsysteme sind bezüglich aller physikalischen Gesetze gleichberechtigt.
- Zweites Postulat (Konstanz der Lichtgeschwindigkeit): Die Vakuumlichtgeschwindigkeit \(c\) ist in allen Inertialsystemen gleich groß.
Geschwindigkeitsbetrachtung
- Klassische können Geschwindigkeiten von einem bewegten Bezugssystem und einer Bewegung innerhalb einfach addiert werden, um die Geschwindigkeit zu ermitteln, die man im ruhenden Bezugssystem messen würde.
- Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit hat zur Folge, dass diese einfache Addition nicht richtig sein kann.
- Klassische können Geschwindigkeiten von einem bewegten Bezugssystem und einer Bewegung innerhalb einfach addiert werden, um die Geschwindigkeit zu ermitteln, die man im ruhenden Bezugssystem messen würde.
- Die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit hat zur Folge, dass diese einfache Addition nicht richtig sein kann.
Inertialsystem
- Ein Inertialsystem ist ein Bezugssystem, in dem ein kräftefreier Körper in Ruhe verharrt oder sich geradlinig-gleichförmig bewegt.
- Alle Systeme, die sich geradlinig-gleichförmig gegenüber einem Inertialsystem bewegen, sind ebenfalls Inertialsysteme.
- Ein Inertialsystem ist ein Bezugssystem, in dem ein kräftefreier Körper in Ruhe verharrt oder sich geradlinig-gleichförmig bewegt.
- Alle Systeme, die sich geradlinig-gleichförmig gegenüber einem Inertialsystem bewegen, sind ebenfalls Inertialsysteme.
Effekte
- Zeitdilatation: Eine bewegte Uhr geht langsamer als eine gleichartige im Ruhesystem!
- Gleichzeitigkeit ist relativ und hängt davon ab, von welchem Bezugssystem aus die Beobachtung erfolgt.
- Längenkontraktion: Ein bewegter Maßstab ist in Bewegungsrichtung kürzer als im Ruhesystem!
- Zeitdilatation: Eine bewegte Uhr geht langsamer als eine gleichartige im Ruhesystem!
- Gleichzeitigkeit ist relativ und hängt davon ab, von welchem Bezugssystem aus die Beobachtung erfolgt.
- Längenkontraktion: Ein bewegter Maßstab ist in Bewegungsrichtung kürzer als im Ruhesystem!
Zeitdilatation
- Zeitdilatation: Eine relativ zu einem Beobachter bewegte Uhr geht aus der Sicht des Beobachters langsamer als ein Satz synchronisierter Uhren im "Beobachter-System".
- Vereinfacht: Bewegte Uhren gehen langsamer.
- Der Zusammenhang zwischen Zeit \(\Delta t\) im ruhenden und \(\Delta t'\) im bewegten System ist \(\Delta t = \frac{\Delta t'}{\sqrt{1 - (\frac{v}{c})^2}}\)
- Zeitdilatation: Eine relativ zu einem Beobachter bewegte Uhr geht aus der Sicht des Beobachters langsamer als ein Satz synchronisierter Uhren im "Beobachter-System".
- Vereinfacht: Bewegte Uhren gehen langsamer.
- Der Zusammenhang zwischen Zeit \(\Delta t\) im ruhenden und \(\Delta t'\) im bewegten System ist \(\Delta t = \frac{\Delta t'}{\sqrt{1 - (\frac{v}{c})^2}}\)
Gleichzeitigkeit
- In einem Inertialsystem finden zwei Ereignisse an zwei verschiedenen Orten gleichzeitig statt, wenn sie von einem Lichtblitz ausgelöst werden können, der genau aus der Mitte zwischen ihren Orten ausgeht.
- Finden zwei Ereignisse in einem Inertialsystem gleichzeitig statt, so finden sie in einem zweiten, gegenüber dem ersten Inertialsystem bewegten Inertialsystem zu verschiedenen Zeiten statt.
- Auch Gleichzeitigkeit ist relativ.
- In einem Inertialsystem finden zwei Ereignisse an zwei verschiedenen Orten gleichzeitig statt, wenn sie von einem Lichtblitz ausgelöst werden können, der genau aus der Mitte zwischen ihren Orten ausgeht.
- Finden zwei Ereignisse in einem Inertialsystem gleichzeitig statt, so finden sie in einem zweiten, gegenüber dem ersten Inertialsystem bewegten Inertialsystem zu verschiedenen Zeiten statt.
- Auch Gleichzeitigkeit ist relativ.
Relativistische Masse und Impuls
- Auch die Masse eines Teilchens und sein Impuls unterliegen relativistischen Effekten.
- Die relativistische Masse nimmt mit der Geschwindigkeit \(v\) eines Teilchens stark zu, es gilt: \(m_{\rm{rel}}=\frac{m_0}{\sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2}}\)
- Für den relativistischen Impuls gilt \(p = m_{\rm{rel}}\cdot v \Rightarrow p = \frac{m_0}{\sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2}} \cdot v\)
- Auch die Masse eines Teilchens und sein Impuls unterliegen relativistischen Effekten.
- Die relativistische Masse nimmt mit der Geschwindigkeit \(v\) eines Teilchens stark zu, es gilt: \(m_{\rm{rel}}=\frac{m_0}{\sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2}}\)
- Für den relativistischen Impuls gilt \(p = m_{\rm{rel}}\cdot v \Rightarrow p = \frac{m_0}{\sqrt{1 - \left(\frac{v}{c}\right)^2}} \cdot v\)
Geschwindigkeitsaddition
- Ist \(u\) die Geschwindigkeit eines Körpers im System S und \(v\) die Geschwindigkeit des Systems S' in Bezug auf S und \(u'\) die Geschwindigkeit des Körpers im System S', dann gilt der Zusammenhang \(u = \frac{{u' + v}}{{1 + \frac{{u' \cdot v}}{{{c^2}}}}}\).
- Ist \(u\) die Geschwindigkeit eines Körpers im System S und \(v\) die Geschwindigkeit des Systems S' in Bezug auf S und \(u'\) die Geschwindigkeit des Körpers im System S', dann gilt der Zusammenhang \(u = \frac{{u' + v}}{{1 + \frac{{u' \cdot v}}{{{c^2}}}}}\).
Albert Abraham MICHELSON (1852 - 1931) und Edward Williams MORLEY (1838 - 1923)
Betatron (Abitur BY 2019 Ph11-2 A2)
Abb. 1 Querschnitt eines BetatronsDas Betatron ist ein sehr kompakter Beschleuniger für Elektronen. Diese kreisen innerhalb einer evakuierten…
Zur AufgabeAbb. 1 Querschnitt eines BetatronsDas Betatron ist ein sehr kompakter Beschleuniger für Elektronen. Diese kreisen innerhalb einer evakuierten…
Zur AufgabeStrahlentherapie mit Elektronen (Abitur BY 2020 Ph11-1 A1)
Durch Bestrahlung mit energiereichen Elektronen können Tumore auf der Hautoberfläche behandelt werden. Hierzu werden Elektronen in einem…
Zur AufgabeDurch Bestrahlung mit energiereichen Elektronen können Tumore auf der Hautoberfläche behandelt werden. Hierzu werden Elektronen in einem…
Zur AufgabeVideoanleitung zu Experimenten zur Wärmeleitung
Dieses Video zeigt und erklärt einige Experimente zum Thema Wärmeleitung und -kapazität. Die Experimente können Physikunterricht aber auch im Homeschooling mit Haushaltgegenständen leicht reproduziert werden. Das Video stammt von Prof. André Bresges, Professor für Physik an der Universität Köln.
Zur Übersicht Zum externen WeblinkDieses Video zeigt und erklärt einige Experimente zum Thema Wärmeleitung und -kapazität. Die Experimente können Physikunterricht aber auch im Homeschooling mit Haushaltgegenständen leicht reproduziert werden. Das Video stammt von Prof. André Bresges, Professor für Physik an der Universität Köln.
Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zur Kompressibilität von Gasen und Flüssigkeiten
Dieses Video zeigt den Unterschied in der Kompressibilität zwischen Gas und Flüssigkeit. Dazu werden Luft und Wasser in einer verschlossenen Spritze komprimiert. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo der Brown'schen Bewegung von Farbpartikeln
Dieses Video zeigt die Brown'sche Bewegung von Farbpartikeln in einer Flüssigkeit. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo der Brown'schen Bewegung mit einer Teilchenströmung
Dieses Video zeigt die Brown'sche Bewegung von Farbpartikeln und Milchfetttröpfchen, jeweils mit einem zusätzlichen Teilchenstrom in eine Richtung. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zur Wärmeströmung in Wasser
Dieses Video zeigt ein Experiment zur Darstellung des Wärmetransports in Wasser. Dabei wird in einer Röhre Wasser erwärmt, das dadurch aufsteigt und eine Rundströmung verursacht. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zur Sublimation von Trockeneis
Dieses Video zeigt die Sublimation von Trockeneis auf einer heißen Herdplatte. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkWärmeversorgung in der Schule - Ein Unterrichtsmodul der iMINT-Akademie Berlin
Im Fachset Physik der iMINT-Akademie Berlin wurde ein Unterrichtsmodul zum Thema „Wärme im Alltag – Energie ist immer dabei“ entwickelt. Dabei sollen die Arten der Wärmeübertragung im Kontext der Wärmeversorgung in der Schule vermittelt werden. Wesentliche Ziele sind die individuelle Förderung aller Schülerinnen und Schüler und die Berücksichtigung der Bedürfnisse der Lernenden mit geistigen oder mit emotional- bzw. sozialen Entwicklungsstörungen. Besonders im Übungsteil wird der Schwerpunkt der Kompetenzentwicklung im Bereich der Sprachbildung deutlich. Durch die Arbeit an Lernstationen erhalten die Schülerinnen und Schüler Zeit, um sich die Zusammenhänge einer relativ komplexen technischen Anlage, der Heizungsanlage ihrer Schule, zu erarbeiten. Außerdem können sie Verantwortung für die eigene Schul- und Lebenswelt übernehmen.
Dieses OER-Material und weiteres Material der iMINT-Akademie Berlin gibt es unter:
https://bildungsserver.berlin-brandenburg.de/unterricht/faecher/mathematik-naturwissenschaften/mint/i-mint-akademie/weiterfuehrende-schulen/fachset-physik-1
Im Fachset Physik der iMINT-Akademie Berlin wurde ein Unterrichtsmodul zum Thema „Wärme im Alltag – Energie ist immer dabei“ entwickelt. Dabei sollen die Arten der Wärmeübertragung im Kontext der Wärmeversorgung in der Schule vermittelt werden. Wesentliche Ziele sind die individuelle Förderung aller Schülerinnen und Schüler und die Berücksichtigung der Bedürfnisse der Lernenden mit geistigen oder mit emotional- bzw. sozialen Entwicklungsstörungen. Besonders im Übungsteil wird der Schwerpunkt der Kompetenzentwicklung im Bereich der Sprachbildung deutlich. Durch die Arbeit an Lernstationen erhalten die Schülerinnen und Schüler Zeit, um sich die Zusammenhänge einer relativ komplexen technischen Anlage, der Heizungsanlage ihrer Schule, zu erarbeiten. Außerdem können sie Verantwortung für die eigene Schul- und Lebenswelt übernehmen.
Dieses OER-Material und weiteres Material der iMINT-Akademie Berlin gibt es unter:
https://bildungsserver.berlin-brandenburg.de/unterricht/faecher/mathematik-naturwissenschaften/mint/i-mint-akademie/weiterfuehrende-schulen/fachset-physik-1
Unterschiedliche Wärmekapazitäten im Teilchenbild
Kupfer hat eine spezifische Wärmekapazität von \(c_{\rm{Kuper}}=0{,}39\,\rm{\frac{J}{g\cdot {}^{\circ}C}}\), Eisen dagegen von…
Zur AufgabeKupfer hat eine spezifische Wärmekapazität von \(c_{\rm{Kuper}}=0{,}39\,\rm{\frac{J}{g\cdot {}^{\circ}C}}\), Eisen dagegen von…
Zur AufgabeVor- und Nachteile von Brennstoffzellen
Lies den Artikel zur Brennstoffzelle und stelle einige Vor- und Nachteile von Brennstoffzellensystemen gegenüber konventionellen…
Zur AufgabeLies den Artikel zur Brennstoffzelle und stelle einige Vor- und Nachteile von Brennstoffzellensystemen gegenüber konventionellen…
Zur AufgabeKohlendioxidausstoß von Autos
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Diagramm Emissionen von Kohlendioxid Joachim Herz Stiftung Abb. 2…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung Abb. 1 Diagramm Emissionen von Kohlendioxid Joachim Herz Stiftung Abb. 2…
Zur AufgabeZeit-Temperatur-Diagramm
Durch eine Wärmequelle werden pro Minute \(20\,\rm{kJ}\) Energie geliefert. Es wird ein Eiswürfel der Masse \(m=100\,\rm{g}\) und einer…
Zur AufgabeDurch eine Wärmequelle werden pro Minute \(20\,\rm{kJ}\) Energie geliefert. Es wird ein Eiswürfel der Masse \(m=100\,\rm{g}\) und einer…
Zur AufgabeAllgemeines Gasgesetz
a) Abb. 1 FlexonZeige, dass das allgemeine Gasgesetz das…
Zur Aufgabea) Abb. 1 FlexonZeige, dass das allgemeine Gasgesetz das…
Zur AufgabeBROWNsche Bewegung
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 BROWNsche BewegungBROWN konnte im Mikroskop eine ungeordnete Bewegung von Teilchen sehen ("Mikro-Wimmeln"). In…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung Abb. 1 BROWNsche BewegungBROWN konnte im Mikroskop eine ungeordnete Bewegung von Teilchen sehen ("Mikro-Wimmeln"). In…
Zur AufgabeDurchmischung von Flüssigkeiten
Hinweis: Diese Aufgabe wurde aus den Beispielaufgaben zu den Bildungsstandards der KMK-Konferenz entnommen. In zwei Versuchen wird mit Flüssigkeiten…
Zur AufgabeHinweis: Diese Aufgabe wurde aus den Beispielaufgaben zu den Bildungsstandards der KMK-Konferenz entnommen. In zwei Versuchen wird mit Flüssigkeiten…
Zur Aufgabe