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Wärmekraftmaschine, Kältemaschine und Wärmepumpe
- Wärmekraftmaschinen (z.B. Dampfmaschine oder Benzinmotor) nutzen Temperaturdifferenzen aus, um hiermit Arbeit \(W\) zu verrichten.
- Dabei fließt eine Wärmemenge \(Q\) von einem Reservoir höherer Temperatur in ein Gebiet mit niedrigerer Temperatur.
- Kältemaschinen (z.B. Kühlschrank) und Wärmepumpen verrichten Arbeit \(W\), um eine Wärmemenge \(Q\) von niedrigem auf ein höheres Energieniveau zu transportieren.
- Wärmekraftmaschinen (z.B. Dampfmaschine oder Benzinmotor) nutzen Temperaturdifferenzen aus, um hiermit Arbeit \(W\) zu verrichten.
- Dabei fließt eine Wärmemenge \(Q\) von einem Reservoir höherer Temperatur in ein Gebiet mit niedrigerer Temperatur.
- Kältemaschinen (z.B. Kühlschrank) und Wärmepumpen verrichten Arbeit \(W\), um eine Wärmemenge \(Q\) von niedrigem auf ein höheres Energieniveau zu transportieren.
Strahlungshaushalt der Erde
- Als Mittelwert für die Energieeinstrahlung durch die Sonne gelten \(341\,\rm{\frac{W}{m^2}}\), also etwa ein Viertel der Solarkonstanten \(S_0\)
- Insgesamt ist der Strahlungshaushalt immer in etwa ausgeglichen: Die eingestrahlte Energie entspricht in etwa der abgestrahlten Energie.
- Beim Strahlungshaushalt der Erde müssen viele Variablen berücksichtigt werden, Darstellungen sind daher immer vereinfacht.
- Als Mittelwert für die Energieeinstrahlung durch die Sonne gelten \(341\,\rm{\frac{W}{m^2}}\), also etwa ein Viertel der Solarkonstanten \(S_0\)
- Insgesamt ist der Strahlungshaushalt immer in etwa ausgeglichen: Die eingestrahlte Energie entspricht in etwa der abgestrahlten Energie.
- Beim Strahlungshaushalt der Erde müssen viele Variablen berücksichtigt werden, Darstellungen sind daher immer vereinfacht.
Geometrie der Ellipse
- Planetenbahnen können nach KEPLER sehr gut als Ellipsen beschrieben werden.
- Ellipsen haben zwei Brennpunkte.
- Wichtige Begriffe sind die große Halbachse \(a\), die kleine Halbachse \(b\) und die Exzentrizität \(\varepsilon\).
- Planetenbahnen können nach KEPLER sehr gut als Ellipsen beschrieben werden.
- Ellipsen haben zwei Brennpunkte.
- Wichtige Begriffe sind die große Halbachse \(a\), die kleine Halbachse \(b\) und die Exzentrizität \(\varepsilon\).
Einflussfaktoren auf die Schallgeschwindigkeit
- Die exakte Schallgeschwindigkeit in Luft hängt von der Temperatur ab
- Auch die Frequenz hat häufig Einfluss auf die exakte Schallgeschwindigkeit. Dies wird jedoch meist vernachlässigt.
- Schall breitet sich in unterschiedlichen Medien mit stark unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus.
- Die exakte Schallgeschwindigkeit in Luft hängt von der Temperatur ab
- Auch die Frequenz hat häufig Einfluss auf die exakte Schallgeschwindigkeit. Dies wird jedoch meist vernachlässigt.
- Schall breitet sich in unterschiedlichen Medien mit stark unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus.
Interferenz von Schallwellen
- Konstruktive Interferenz bedeutet eine Verstärkung, destruktive Interferenz bedeutet eine Auslöschung.
- Der Gangunterschied \(\Delta s\) zwischen den zwei Quellen und dem Empfänger bestimmt, ob konstruktive oder destruktive Interferenz auftritt.
- Es kann an mehreren Orten konstruktive bzw. destruktive Interferenz auftreten.
- Konstruktive Interferenz bedeutet eine Verstärkung, destruktive Interferenz bedeutet eine Auslöschung.
- Der Gangunterschied \(\Delta s\) zwischen den zwei Quellen und dem Empfänger bestimmt, ob konstruktive oder destruktive Interferenz auftritt.
- Es kann an mehreren Orten konstruktive bzw. destruktive Interferenz auftreten.
Gangunterschied bei zwei Quellen
- Allgemein gilt für den Gangunterschied \(\Delta s = \left| {\overline {{S_2}E} - \overline {{S_1}E} } \right|\)
- Im Falle eines rechtwinkligen Aufbaus hilft der Satz des Pythagoras
- Bei weit entferntem Empfänger kann die Kleinwinkelnäherung genutzt werden und \(\Delta s = d \cdot \frac{a}{e}\)
- Allgemein gilt für den Gangunterschied \(\Delta s = \left| {\overline {{S_2}E} - \overline {{S_1}E} } \right|\)
- Im Falle eines rechtwinkligen Aufbaus hilft der Satz des Pythagoras
- Bei weit entferntem Empfänger kann die Kleinwinkelnäherung genutzt werden und \(\Delta s = d \cdot \frac{a}{e}\)
Bewegung der Himmelskörper
- Die Himmelskörper ruhen nicht, sondern sie befinden sich in einer oder mehreren Drehbewegungen.
- Die Himmelskörper ruhen nicht, sondern sie befinden sich in einer oder mehreren Drehbewegungen.
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 \(u = \frac{{u' + v}}{{1 + \frac{{u' \cdot v}}{{{c^2}}}}}\).
Kosmologische Rotverschiebung
- In den Spektren weit entfernter Galaxien finden sich, wie beim Sonnenspektrum, verschiedene Absorptionslinien.
- Die Absorptionslinien weit entfernter Galaxien sind deutlich stärker ins Rote verschoben.
- Ursache für die kosmologische Rotverschiebung ist die Ausdehnung des Raumes selbst, nicht eine Relativbewegung der Galaxie im Vergleich zum Beobachter.
- In der Astronomie wird die Rotverschiebung häufig durch die dimensionslose Größe \(z=\frac{\lambda_{\rm{beobachtet}}}{\lambda_0}-1\) angegeben.
- In den Spektren weit entfernter Galaxien finden sich, wie beim Sonnenspektrum, verschiedene Absorptionslinien.
- Die Absorptionslinien weit entfernter Galaxien sind deutlich stärker ins Rote verschoben.
- Ursache für die kosmologische Rotverschiebung ist die Ausdehnung des Raumes selbst, nicht eine Relativbewegung der Galaxie im Vergleich zum Beobachter.
- In der Astronomie wird die Rotverschiebung häufig durch die dimensionslose Größe \(z=\frac{\lambda_{\rm{beobachtet}}}{\lambda_0}-1\) angegeben.
Video eines Monochords
Das Video zeigt ein Monochord, und wie sich die Tonhöhen mit der Veränderung der Länge der freischwingenden Saite verändert. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zum Effekt eines Resonanzkastens
Das Video veranschaulicht den Effekt eines Resonanzkastens auf die Lautstärke der Schwingung einer Stimmgabel. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zur Schwingung einer Stimmgabel
Dieses kurze Video zeigt die Schwingungskurven einer Stimmgabel auf einer mit Ruß bedeckten Glasplatte. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkFlexible Simulation von Sonne und Erde
Die Webseite bietet eine flexibel nutzbare Simulation von Sonne und Erde, anhand derer sehr gut die Jahreszeiten, die unterschiedlichen Tageslängen und der Einfluss der Position auf der Erde auf diese Phänomene gezeigt und anschaulich erklärt werden können. Alles vollständig im Browser - keine Installation notwendig.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zu den Mondphasen
Dieses Video illustriert die Mondphasen mithilfe einer Lichtquelle und einer Holzkugel, und zeigt dabei sowohl die Sicht von der Erde, als auch eine Draufsicht auf das gesamte Sonnensystem. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideoanleitung 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.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkLernmodul des DLR_School_Lab zum Thema Erde, Sonne und Mond
In diesem Lernmodul gehts rund. Das DLR_School_Lab erklärt hier, warum alle Himmelskörper rotieren und Planeten und Sterne kugelförmig sind. Ihr seht spannende Animationen, Videos und Bilder. Viel Spaß beim Stöbern!
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In diesem Lernmodul gehts rund. Das DLR_School_Lab erklärt hier, warum alle Himmelskörper rotieren und Planeten und Sterne kugelförmig sind. Ihr seht spannende Animationen, Videos und Bilder. Viel Spaß beim Stöbern!
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkSonne, Erde, Mond in deinem Zimmer!
Dieses Science-at-home Video von DLR_next zeigt euch viele Mitmach-Experimente zum Sonnensystem. Ihr lernt wie ihr die Kugelform der Erde nachweisen könnt und lernt im Versuch des Foucaultschen Pendels die Erddrehung zu zeigen. Viel Spaß beim Nachmachen!
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkEine virtuelle Reise ins All
In dieser Episode des DLR_School_Lab TV könnt ihr an einer virtuellen Reise zur Internationalen Raumstation (ISS) teilnehmen und euch alle Module und Experimente anschauen. Danach geht es weiter auf den Mond und in Richtung des Mars und anderer Planeten. Viel Spaß!
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo über die Ausbildung zum/zur Astronaut*in
In dieser Episode des DLR_School_Lab TV zeigt euch Tobi, wie die Ausbildung zum/zur Astronaut*in abläuft und welche Prüfungen und Tests abgelegt werden müssen. Außerdem seht ihr einige Experimente zur Schwerelosigkeit und zum Vakuum und eine Liveschalte zur ISS. Viel Spaß!
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkOnline-Vortrag über Raketenantriebe und Exoplaneten
In diesem Vortrag von Professor Tolan im DLR_School_Lab erfahrt ihr, wie Raketen fliegen und nehmt teil an einer Reise zu fernen Planeten außerhalb unseres Sonnensystems. Viel Spaß!
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkTrainingseinheiten für eine Reise zum Mars
Diese kleinen Experimente und Spiele zeigen dir, wie sich Astronaut*innen auf einen Flug zum Mars vorbereiten und wie sie sich während des Fluges fit halten und auf die Aufgaben vorbereiten, die sie auf dem Mars erwarten. Viel Spaß beim Mitmachen!
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVorlesung zum Urknall und der Expansion des Universums von Harald Lesch
In diesem ersten Vortrag der Vortragsreihe "Kosmologisch" redet Professor Harald Lesch über die Ausdehnung des Universum, den Urknall und weitere kosmologische Phänomene. Viel Spaß beim Zuschauen und Staunen!
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkBeschreibung des Kometen Halley
Geschichtliche Abriss zum Kometen Halley
Bahnmechanik (Aphel, Perihel, Umlaufgeschwindigkeit)
Sichtbarkeit
Geschichtliche Abriss zum Kometen Halley
Bahnmechanik (Aphel, Perihel, Umlaufgeschwindigkeit)
Sichtbarkeit
Video zum Hörbereich des menschlichen Ohrs
In diesem Video der Ecole Science wird der gesamte menschliche Hörbereich (20Hz - 20.000Hz) mittels eines Tonfrequenzgenerators abgeschritten. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkExkurs: Interaktive Bildschirmexperimente (IBE) zur Klanganalyse
In diesem Exkurs der Sammlung an interaktiven Experimenten zum Thema mechanische Schwingungen, geht es um Klanganalyse. Neben einer Erläuterung der Grundlagen der Klanganalyse könnt ihr die Resonanz an Klaviersaiten untersuchen, unterschiedliche Methoden der Richtungslokalisierung im menschlichen Ohr untersuchen und das Phänomen der Residualtöne beleuchten.
Zwischen den Experimenten könnt ihr mit den Pfeiltasten unten rechts und links auf der Seite navigieren. Diese Experimente stammen von der AG Didaktik der Physik der Universität Berlin.
In diesem Exkurs der Sammlung an interaktiven Experimenten zum Thema mechanische Schwingungen, geht es um Klanganalyse. Neben einer Erläuterung der Grundlagen der Klanganalyse könnt ihr die Resonanz an Klaviersaiten untersuchen, unterschiedliche Methoden der Richtungslokalisierung im menschlichen Ohr untersuchen und das Phänomen der Residualtöne beleuchten.
Zwischen den Experimenten könnt ihr mit den Pfeiltasten unten rechts und links auf der Seite navigieren. Diese Experimente stammen von der AG Didaktik der Physik der Universität Berlin.
Video zur Resonanz eines Weinglases
Dieses Video zeigt ein Experiment zur Resonanz eines mit Wasser gefüllten Weinglases. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo über die Schallkurven verschiedener Stimmgabeln am Oszilloskop
Dieses Video zeigt ein Experiment, in dem die Schallkurven verschiedener Stimmgabeln an einem Oszilloskop dargestellt werden. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zum Zusammenhang zwischen Frequenz und Tonhöhe
Dieses Video zeigt ein Experiment um den Zusammenhang zwischen Frequenz und Tonhöhe zu ermitteln. Dafür wird ein Ton mit einem Frequenzgenerator erzeugt und mit einem Oszilloskop analysiert. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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