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Rechenaufgaben
- Bei Rechenaufgaben in der Physik hilft ein strukturiertes Vorgehen.
- Notiere zuerst die gegebenen und gesuchten Größen und rechne jeweils in die Basiseinheit um.
- Stelle die Formel zuerst allgemein nach der gesuchten Größe um und setze erst dann die gegebenen Größen ein.
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- Stelle die Formel zuerst allgemein nach der gesuchten Größe um und setze erst dann die gegebenen Größen ein.
Erstellen von Diagrammen
- Für ein Diagramm benötigst du zunächst zusammengehörige Messwerte zweier Größen (meist aus einem Experiment).
- Die im Diagramm zuerst genannte Größe kommt auf die Rechtswertachse, die zweite Größe auf die Hochwertachse.
- Durch die Messpunkte wird im Diagramm eine möglichst glatten Kurve ohne Ecken und Knicke gezeichnet, wobei nicht alle Punkte genau auf der Kurve liegen müssen (Messfehler).
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- Die im Diagramm zuerst genannte Größe kommt auf die Rechtswertachse, die zweite Größe auf die Hochwertachse.
- Durch die Messpunkte wird im Diagramm eine möglichst glatten Kurve ohne Ecken und Knicke gezeichnet, wobei nicht alle Punkte genau auf der Kurve liegen müssen (Messfehler).
Auswerten von Diagrammen - Einführung
- Messwerte werden zur Auswertung oft in ein Diagramm eingetragen. Je nach Lage wird dann eine Ausgleichsgerade oder eine Kurve im Diagramm ergänzt.
- Mit Hilfe der Ausgleichsgeraden oder Kurve können weitere Wertepaare im Bereich der Messwerte bestimmt (interpoliert) werden.
- Eine Verlängerung der Ausgleichsgeraden oder Kurve deutlich über den Bereich der Messwerte hinaus ist meist nicht zulässig.
- Messwerte werden zur Auswertung oft in ein Diagramm eingetragen. Je nach Lage wird dann eine Ausgleichsgerade oder eine Kurve im Diagramm ergänzt.
- Mit Hilfe der Ausgleichsgeraden oder Kurve können weitere Wertepaare im Bereich der Messwerte bestimmt (interpoliert) werden.
- Eine Verlängerung der Ausgleichsgeraden oder Kurve deutlich über den Bereich der Messwerte hinaus ist meist nicht zulässig.
Umgekehrte Proportionalität
- Bei zwei zueinander umgekehrt proportionalen Größen gehört zum Doppelten, Dreifachen, ... n-fachen der Größe \(x\) die Hälfte, ein Drittel, ... ein n-tel der Größe \(y\).
- Zwei zueinander umgekehrt proportionale Größen sind produktgleich. Das Produkt \(x\cdot y\) nennt man die Proportionalitätskonstante (Proportionalitätsfaktor).
- Anstelle des Begriffs umgekehrt proportional werden auch die Begriffe antiproportional und indirekt proportional genutzt.
- Bei zwei zueinander umgekehrt proportionalen Größen gehört zum Doppelten, Dreifachen, ... n-fachen der Größe \(x\) die Hälfte, ein Drittel, ... ein n-tel der Größe \(y\).
- Zwei zueinander umgekehrt proportionale Größen sind produktgleich. Das Produkt \(x\cdot y\) nennt man die Proportionalitätskonstante (Proportionalitätsfaktor).
- Anstelle des Begriffs umgekehrt proportional werden auch die Begriffe antiproportional und indirekt proportional genutzt.
Zehnerpotenzen - Präfixe
- Mit Zehnerpotenzen kannst du sehr große und sehr kleine Größen übersichtlich schreiben.
- Auch mit passenden Präfixen (Vorsilben) vor der Einheit kannst du Größen übersichtlich angeben.
- Mit Zehnerpotenzen kannst du sehr große und sehr kleine Größen übersichtlich schreiben.
- Auch mit passenden Präfixen (Vorsilben) vor der Einheit kannst du Größen übersichtlich angeben.
Potenzschreibweise
- Sehr große und sehr kleine Zahlen kannst du mithilfe von Zehnerpotenzen übersichtlich darstellen.
- Beispiele: \(13000000=1{,}3\cdot 10^7\) und \(0{,}0000123=1{,}23\cdot 10^{-5}\)
- Sehr große und sehr kleine Zahlen kannst du mithilfe von Zehnerpotenzen übersichtlich darstellen.
- Beispiele: \(13000000=1{,}3\cdot 10^7\) und \(0{,}0000123=1{,}23\cdot 10^{-5}\)
Direkte Proportionalität
- Bei zwei zueinander direkt proportionalen Größen gehört zum Doppelten, Dreifachen, . . . n-fachen der Größe \(x\) das Doppelte, Dreifache, . . .n-fache der Größe \(y\).
- Zwei zueinander direkt proportionale Größen sind quotientengleich. Den Quotienten \(\frac{y}{x}\) nennt man die Proportionalitätskonstante (bzw. den Proportionalitätsfaktor).
- Sind zwei Größen zueinander direkt proportional, so ergibt ihre Darstellung in einem Diagramm eine Halbgerade durch den Ursprung.
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- Zwei zueinander direkt proportionale Größen sind quotientengleich. Den Quotienten \(\frac{y}{x}\) nennt man die Proportionalitätskonstante (bzw. den Proportionalitätsfaktor).
- Sind zwei Größen zueinander direkt proportional, so ergibt ihre Darstellung in einem Diagramm eine Halbgerade durch den Ursprung.
Größen, Basisgrößen und abgeleitete Größen
- Physikalische Größen bestehen immer aus einem Formelzeichen, einer Maßzahl und einer Maßeinheit. Beispiel: \(l=5{,}0\,\rm{m}\)
- Es gibt sieben Basisgrößen über die alle anderen Größen definiert werden: Zeit, Länge, Masse, Stromstärke, Temperatur, Stoffmenge und Lichtstärke.
- Die Einheit einer abgeleiteten Größe ergibt sich aus Rechnung mit den Einheiten der zugrundeliegenden Größen, z.B. beim Flächeninhalt: \(\left[ A \right] = \left[ l \right] \cdot \left[ b \right] = 1{\rm{m}} \cdot {\rm{m}} = 1{{\rm{m}}^{\rm{2}}}\)
- Physikalische Größen bestehen immer aus einem Formelzeichen, einer Maßzahl und einer Maßeinheit. Beispiel: \(l=5{,}0\,\rm{m}\)
- Es gibt sieben Basisgrößen über die alle anderen Größen definiert werden: Zeit, Länge, Masse, Stromstärke, Temperatur, Stoffmenge und Lichtstärke.
- Die Einheit einer abgeleiteten Größe ergibt sich aus Rechnung mit den Einheiten der zugrundeliegenden Größen, z.B. beim Flächeninhalt: \(\left[ A \right] = \left[ l \right] \cdot \left[ b \right] = 1{\rm{m}} \cdot {\rm{m}} = 1{{\rm{m}}^{\rm{2}}}\)
Genauigkeitsangaben und gültige Ziffern
- (Gemessene) physikalische Größen sind in der Regel mit Unsicherheit verbunden.
- Die Zahl der gültigen Ziffern ergibt sich durch Zählung aller Stellen ab der ersten von Null verschiedenen Ziffer nach rechts.
- Die Größe mit den wenigsten gültigen Ziffern bestimmt mit ihrer Anzahl an gültigen Ziffern auch die Anzahl der gültigen Ziffern bei der Berechnung eines Produktes oder Quotienten aus mehreren Größen.
- Manchmal muss du Zehnerpotenzen verwenden, um die Anzahl der gültigen Ziffern korrekt anzugeben.
- (Gemessene) physikalische Größen sind in der Regel mit Unsicherheit verbunden.
- Die Zahl der gültigen Ziffern ergibt sich durch Zählung aller Stellen ab der ersten von Null verschiedenen Ziffer nach rechts.
- Die Größe mit den wenigsten gültigen Ziffern bestimmt mit ihrer Anzahl an gültigen Ziffern auch die Anzahl der gültigen Ziffern bei der Berechnung eines Produktes oder Quotienten aus mehreren Größen.
- Manchmal muss du Zehnerpotenzen verwenden, um die Anzahl der gültigen Ziffern korrekt anzugeben.
Tipps und Tricks
Allgemeines und Hilfsmittel
- Wie rundet man in der Physik eigentlich korrekt?
- Wie wertet man eine Messreihe korrekt aus?
- Wie stellt man eine Formel nach einer unbekannten Größe um?
- Was ist eigentlich die wissenschaftliche Schreibweise?
atomare Vorgänge in den Gasatomen einer Entladungslampe
Dieses JAVA-Applet stellt die atomaren Vorgänge in den Gasatomen einer Entladungslampe (z.B. Neonröhre) dar. Das Java-Applet wird über ein Framework…
Zum DownloadDieses JAVA-Applet stellt die atomaren Vorgänge in den Gasatomen einer Entladungslampe (z.B. Neonröhre) dar. Das Java-Applet wird über ein Framework…
Zum DownloadFRANCK-HERTZ-Versuch (Simulation MintApps)
Wir danken Herrn Thomas Kippenberg für die Erlaubnis, diese Simulation auf LEIFIphysik zu nutzen. Der Code steht unter GNU GPLv3 /…
Zum DownloadWir danken Herrn Thomas Kippenberg für die Erlaubnis, diese Simulation auf LEIFIphysik zu nutzen. Der Code steht unter GNU GPLv3 /…
Zum DownloadAbsorptions- und Emissionsspektren
Darstellung verschiedener typischer Absorptions- und Emissionsspektren. Dabei werden nicht alle messbaren Absorptions- bzw. Emissionslinien…
Zum DownloadDarstellung verschiedener typischer Absorptions- und Emissionsspektren. Dabei werden nicht alle messbaren Absorptions- bzw. Emissionslinien…
Zum DownloadRöntgenspektren (Simulation MintApps)
Wir danken Herrn Thomas Kippenberg für die Erlaubnis, diese Simulation auf LEIFIphysik zu nutzen. Der Code steht unter GNU GPLv3 /…
Zum DownloadWir danken Herrn Thomas Kippenberg für die Erlaubnis, diese Simulation auf LEIFIphysik zu nutzen. Der Code steht unter GNU GPLv3 /…
Zum DownloadRöntgenbremsspektrum (Simulation)
Wir danken Thomas Kippenberg für die Erlaubnis, diese Simulation der MintApps auf LEIFIphysik zu nutzen. Der Code steht unter GNU GPLv3.
Zum DownloadWir danken Thomas Kippenberg für die Erlaubnis, diese Simulation der MintApps auf LEIFIphysik zu nutzen. Der Code steht unter GNU GPLv3.
Zum DownloadCharakteristisches Röntgenspektrum (Simulation)
Wir danken Thomas Kippenberg für die Erlaubnis, diese Simulation der MintApps auf LEIFIphysik zu nutzen. Der Code steht unter GNU GPLv3.
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Zum DownloadVersuchsauswertung zum Röntgenspektrum
Mit einer Röntgenröhre wurden bei einer Röhrenspannung von \(U=42{,}4\,\rm{kV}\) unter Nutzung der Braggschen Drehkristallmethode mit LiF-Kristall…
Zur AufgabeMit einer Röntgenröhre wurden bei einer Röhrenspannung von \(U=42{,}4\,\rm{kV}\) unter Nutzung der Braggschen Drehkristallmethode mit LiF-Kristall…
Zur AufgabeEnergieaufnahme durch Stoßanregung - Prinzip (Animation)
Die Animation zeigt das Prinzip der Energieaufnahme eines Atoms am Beispiel eines unelastischen Stoßes des Atoms mit einem Elektron (Stoßanregung).
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Zum DownloadEnergieaufnahme durch Stoßanregung - Varianten (Animation)
Die Animation zeigt verschiedene Arten von Stößen eines Atoms mit einem Elektron in Abhängigkeit von der kinetischen Energie des Elektrons.
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Zum DownloadEnergieaufnahme durch Absorption - Prinzip (Animation)
Die Animation zeigt das Prinzip der Energieaufnahme (Anregung) eines Atoms durch die Absorption eines Photons.
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Zum DownloadEnergieaufnahme durch Absorption - Varianten (Animation)
Die Animation zeigt verschiedene Arten des Aufeinandertreffens eines Atoms mit einem Photon in Abhängigkeit von der Energie des Photons.
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Zum Downloadswiffyobject_6518=…
Zur AufgabeEnergieabgabe durch Emission - Prinzip (Animation)
Die Animation zeigt das Prinzip der Energieabgabe eines Atoms durch die Emission eines Photons.
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Zum DownloadEnergieabgabe durch Emission - Varianten (Animation)
Die Animation zeigt verschiedene Möglichkeiten der Energieabgabe eines Atoms durch Emission eines oder mehrerer Photonen.
Zum DownloadDie Animation zeigt verschiedene Möglichkeiten der Energieabgabe eines Atoms durch Emission eines oder mehrerer Photonen.
Zum DownloadSpektren - Emissionsspektren (Animation)
Die Animation zeigt die Emissionsspektren verschiedener Elemente und einer Kohlebogenlampe. This work by Andrew Duffy is licensed under a Creative…
Zum DownloadDie Animation zeigt die Emissionsspektren verschiedener Elemente und einer Kohlebogenlampe. This work by Andrew Duffy is licensed under a Creative…
Zum DownloadSpektren - Absorptionsspektren (Animation)
Die Animation zeigt die Absorptionsspektren verschiedener Elemente. This work by Andrew Duffy is licensed under a Creative Commons…
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