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Induktion durch Änderung der Winkelweite
In einer Induktionsanordnung gelten folgende Bedingungen:
- die magnetische Flussdichte \(B\) des homogenen magnetischen Feldes ist konstant
- der Flächeninhalt \(A\) der (Teil-)Fläche der Leiterschleife oder Spule mit der Windungszahl \(N\), die sich im magnetischen Feld befindet, ist konstant
Wenn sich die Richtung oder die Orientierung des Feldvektors \(\vec B\) oder des Flächenvektors \(\vec A\) und damit die Weite \(\varphi\) des Winkels zwischen dem Feldvektor \(\vec B\) und dem Flächenvektor \(\vec A\) mit der Änderungsrate \(\frac{d \varphi}{dt}\) ändert, dann berechnet sich die Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\) durch \(U_{\rm{i}} = N \cdot B \cdot A \cdot \frac{d \varphi}{dt} \cdot \sin\left(\varphi\right)\).
In einer Induktionsanordnung gelten folgende Bedingungen:
- die magnetische Flussdichte \(B\) des homogenen magnetischen Feldes ist konstant
- der Flächeninhalt \(A\) der (Teil-)Fläche der Leiterschleife oder Spule mit der Windungszahl \(N\), die sich im magnetischen Feld befindet, ist konstant
Wenn sich die Richtung oder die Orientierung des Feldvektors \(\vec B\) oder des Flächenvektors \(\vec A\) und damit die Weite \(\varphi\) des Winkels zwischen dem Feldvektor \(\vec B\) und dem Flächenvektor \(\vec A\) mit der Änderungsrate \(\frac{d \varphi}{dt}\) ändert, dann berechnet sich die Induktionsspannung \(U_{\rm{i}}\) durch \(U_{\rm{i}} = N \cdot B \cdot A \cdot \frac{d \varphi}{dt} \cdot \sin\left(\varphi\right)\).
Induktionserscheinungen
Induktionsspannungen \(U_{\rm{i}}\) kann man beobachten, wenn sich in einer Induktionsanordnung (ein magnetisches Feld und eine Leiterschleife mit angeschlossenem Spannungsmesser) eine der folgenden Größe ändert:
- die magnetische Flussdichte \(B\) des magnetischen Feldes
- der Inhalt \(A\) der Fläche der Leiterschleife, die vom magnetischen Feld durchsetzt wird
- die Weite \(\varphi\) des Winkels zwischen dem magnetischem Feld und der Leiterschleife
Induktionsspannungen \(U_{\rm{i}}\) kann man beobachten, wenn sich in einer Induktionsanordnung (ein magnetisches Feld und eine Leiterschleife mit angeschlossenem Spannungsmesser) eine der folgenden Größe ändert:
- die magnetische Flussdichte \(B\) des magnetischen Feldes
- der Inhalt \(A\) der Fläche der Leiterschleife, die vom magnetischen Feld durchsetzt wird
- die Weite \(\varphi\) des Winkels zwischen dem magnetischem Feld und der Leiterschleife
Licht und Farben
- Licht hat keine Farbe.
- Wenn Licht aber auf die Netzhaut im Auge trifft, senden die verschiedenen lichtempfindlichen Zapfen elektrische Impulse an das Gehirn. Dort werden diese Impulse verarbeitet und im Gehirn wird ein Farbeindruck erzeugt.
- Licht aus verschiedenen Bereichen des Lichtbündels, das nach der Zerlegung von Sonnenlicht entsteht, erzeugt jeweils einen anderen Farbeindruck. Wir unterscheiden das Licht deshalb nach diesem Farbeindruck und bezeichnen z.B. Licht aus dem linken Bereich des Lichtbündels als "Licht der Spektralfarbe Rot" oder kurz als "rotes Licht".
- Ist Licht verschiedener Spektralfarben gemischt, dann kann dieses Licht Farbeindrücke erzeugen, die mit Licht einer einzelnen Spektralfarbe nicht erzeugt werden können.
- Licht hat keine Farbe.
- Wenn Licht aber auf die Netzhaut im Auge trifft, senden die verschiedenen lichtempfindlichen Zapfen elektrische Impulse an das Gehirn. Dort werden diese Impulse verarbeitet und im Gehirn wird ein Farbeindruck erzeugt.
- Licht aus verschiedenen Bereichen des Lichtbündels, das nach der Zerlegung von Sonnenlicht entsteht, erzeugt jeweils einen anderen Farbeindruck. Wir unterscheiden das Licht deshalb nach diesem Farbeindruck und bezeichnen z.B. Licht aus dem linken Bereich des Lichtbündels als "Licht der Spektralfarbe Rot" oder kurz als "rotes Licht".
- Ist Licht verschiedener Spektralfarben gemischt, dann kann dieses Licht Farbeindrücke erzeugen, die mit Licht einer einzelnen Spektralfarbe nicht erzeugt werden können.
Das menschliche Auge - Akkommodation und Sehfehler
- Als Akkommodation bezeichnet man die Änderung der Brennkraft des Auges, um Objekte in unterschiedlichen Entfernungen scharf sehen zu können.
- Bei Kurzsichtigkeit ist die Augenlinse zu stark gekrümmt, entfernte Gegenstände werden kurz vor der Netzhaut scharf abgebildet.
- Bei Weitsichtigkeit ist die Augenlinse nicht stark genug gekrümmt, nahe Gegenstände werden kurz hinter der Netzhaut scharf abgebildet.
- Als Akkommodation bezeichnet man die Änderung der Brennkraft des Auges, um Objekte in unterschiedlichen Entfernungen scharf sehen zu können.
- Bei Kurzsichtigkeit ist die Augenlinse zu stark gekrümmt, entfernte Gegenstände werden kurz vor der Netzhaut scharf abgebildet.
- Bei Weitsichtigkeit ist die Augenlinse nicht stark genug gekrümmt, nahe Gegenstände werden kurz hinter der Netzhaut scharf abgebildet.
Größen zur Beschreibung einer (elektromagnetischen) Welle
- Amplitude \(\hat E\), Schwingungsdauer \(T\) bzw. Frequenz \(f\) und Intensität \(I\) sind zentrale Größen zur Beschreibung einer elektromagnetischen Welle.
- Für die Wellenlänge gilt \(\lambda=\frac{c}{f}\).
- Amplitude \(\hat E\), Schwingungsdauer \(T\) bzw. Frequenz \(f\) und Intensität \(I\) sind zentrale Größen zur Beschreibung einer elektromagnetischen Welle.
- Für die Wellenlänge gilt \(\lambda=\frac{c}{f}\).
Spezifischer Widerstand
- Der spezifische Widerstand \(\rho\) ist eine Materialkonstante des verwendeten Materials.
- Für den spezifische Widerstand gilt \(\rho = \frac{{R \cdot A}}{l}\), der Widerstand eines Leiters berechnet man mittels \(R = \rho \cdot \frac{l}{A}\).
- Gute Leiter wie Silber oder Kupfer haben einen geringen spezifischen Widerstand, Isolatoren einen sehr hohen spezifischen Widerstand.
- Der spezifische Widerstand \(\rho\) ist eine Materialkonstante des verwendeten Materials.
- Für den spezifische Widerstand gilt \(\rho = \frac{{R \cdot A}}{l}\), der Widerstand eines Leiters berechnet man mittels \(R = \rho \cdot \frac{l}{A}\).
- Gute Leiter wie Silber oder Kupfer haben einen geringen spezifischen Widerstand, Isolatoren einen sehr hohen spezifischen Widerstand.
Bestimmung von Wellenlängen mit dem Doppelspalt - Formelumstellung (Animation)
Die Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Formel zur Bestimmung von Wellenlängen mit dem Doppelspalt nach den fünf in der Formel auftretenden…
Zum DownloadDie Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Formel zur Bestimmung von Wellenlängen mit dem Doppelspalt nach den fünf in der Formel auftretenden…
Zum DownloadBRAGG-Gleichung - Formelumstellung (Animation)
Die Animation zeigt das schrittweise Auflösen der BRAGG-Gleichung nach den vier in der Formel auftretenden Größen.
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Zum DownloadSternspuren
Mit der App „Sternspuren" kann man den scheinbaren Lauf der Sterne an der Himmelskugel anschaulich darstellen. An verschiedenen Orten auf der Erde…
Zum DownloadMit der App „Sternspuren" kann man den scheinbaren Lauf der Sterne an der Himmelskugel anschaulich darstellen. An verschiedenen Orten auf der Erde…
Zum DownloadMondphasen
Die App „Mondphasen“ zeigt die Bewegung des von der Sonne angeleuchteten Mondes um die Erde aus einer frei wählbaren Perspektive heraus. Damit lässt…
Zum DownloadDie App „Mondphasen“ zeigt die Bewegung des von der Sonne angeleuchteten Mondes um die Erde aus einer frei wählbaren Perspektive heraus. Damit lässt…
Zum DownloadHelle Sterne im Hertzsprung-Russell-Diagramm
Die App „Helle Sterne im HRD“ ermöglicht den Übergang von der Betrachtung der Sterne als einfache Lichtquellen eines als bekannt vorausgesetzten…
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Zum DownloadHubble-Lemaître-Relation für Galaxien
Die Hubble-Lemaître-Relation verknüpft die Distanz zu einem Objekt mit dessen Rotverschiebung. Diese App ermöglicht es, die Hubble-Lemaître-Relation…
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Zum DownloadZyklotron (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 DownloadSynchro-Zyklotron (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 DownloadInduktion - Änderung Magnetfeld Feldspule (Simulation)
Die Simulation zeigt das Auftreten einer Induktionsspannung bei der Änderung des B-Feldes der Feldspule.
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Zum DownloadElektrische Kraft im homogenen elektrischen Feld (Simulation)
Die Simulation ermöglicht die Untersuchung der Abhängigkeit der Kraft auf eine Ladung im homogenen elektrischen Feld von den relevanten Parametern.
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Zum DownloadElektrische Kraft im radialsymmetrischen elektrischen Feld (Simulation)
Die Simulation ermöglicht die Untersuchung der Abhängigkeit der Kraft auf eine Ladung im radialsymmetrischen elektrischen Feld von den relevanten…
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Zum DownloadLeitung in Metallen (Interaktives Tafelbild)
Dieses Tafelbild ist das erste des Themenkomplexes „Elektrische Leitungsvorgänge“. Es bildet die Grundlage für die nachfolgenden…
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Zum DownloadParallel- und Reihenschaltung (Interaktives Tafelbild)
Das vorliegende Tafelbild ist eine Weiterführung des Tafelbildes Strom, Leiter und Isolatoren und bietet sich demzufolge zur Anwendung in der…
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Zum DownloadStromstärke (Interaktives Tafelbild)
Dieses Tafelbild dient zur Erarbeitung der Elektrischen Grundgröße Strom. Dazu wird einleitend geklärt, was Voraussetzung dafür…
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Zum DownloadStrom, Leiter, Isolatoren (Interaktives Tafelbild)
Dieses Tafelbild schließt nahtlos an das Tafelbild „Einführung: Einfache Stromkreise“ an und sollte dementsprechend in der…
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Zum DownloadEinführung: Einfache Stromkreise (Interaktives Tafelbild)
Mit diesem Tafelbild ist es möglich, die Einführung der elektrischen Stromkreise durchzuführen. Wie die meisten…
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Zum DownloadDie elektrische Spannung (Interaktives Tafelbild)
Dieses Tafelbild schließt an das Tafelbild „Stromstärke“ an. Dazu gibt es eine Wiederholungsfolie zur Einführung, in der…
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Zum DownloadLeitung in Flüssigkeiten (Interaktives Tafelbild)
Das Tafelbild schließt nahtlos an das Tafelbild „Leitung in Metallen“ an. Aus diesem Grund erfolgt auf den ersten Folien eine…
Zum DownloadDas Tafelbild schließt nahtlos an das Tafelbild „Leitung in Metallen“ an. Aus diesem Grund erfolgt auf den ersten Folien eine…
Zum DownloadSpannung in Reihen- und Parallelschaltung (Interaktives Tafelbild)
Dieses Tafelbild dient dazu, die Gesetzmäßigkeiten bezüglich der Spannung im verzweigten und unverzweigten Stromkreis zu vermitteln.…
Zum DownloadDieses Tafelbild dient dazu, die Gesetzmäßigkeiten bezüglich der Spannung im verzweigten und unverzweigten Stromkreis zu vermitteln.…
Zum DownloadStromstärke in Reihen- und Parallelschaltung (Interaktives Tafelbild)
Dieses Tafelbild dient dazu, die Gesetzmäßigkeiten der Stromstärke im verzweigten und unverzweigten Stromkreis zu vermitteln.…
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Zum DownloadElektrizitätslehre – Schaltungen (Interaktives Tafelbild)
Das Tafelbild dient zur Erschließung der Thematik „Schaltungen“. Die erste Flipchart widmet sich einer Wiederholung der Schaltung…
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Zum DownloadHalbleiterdiode (Interaktives Tafelbild)
Das Tafelbild behandelt die Thematik der Halbleiterdiode. Beginnend werden essentielle Fakten der Thematik „Halbleiter“ behandelt.…
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Zum DownloadDie elektrische Leistung (Interaktives Tafelbild)
Das Tafelbild dient zur Erschließung der Thematik „elektrische Leistung“. Die erste Flipchart widmet sich einer Wiederholung von…
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