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DOPPLER-Effekt bei bewegtem Empfänger (IBE der FU Berlin)
Versuche
- Demonstration des DOPPLER-Effektes bei einem bewegten Empfänger.
- Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft.
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- Bestimmung der Schallgeschwindigkeit in Luft.
DOPPLER-Effekt bei bewegtem Sender (IBE der FU Berlin)
Versuche
- Demonstration des DOPPLER-Effektes bei einem bewegten Sender.
- Bestätigung der entsprechenden Formel für die Frequenzveränderung.
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- Demonstration des DOPPLER-Effektes bei einem bewegten Sender.
- Bestätigung der entsprechenden Formel für die Frequenzveränderung.
Eigenes Sonnensystem erstellen (Simulation von PhET)
Versuche
- Einflussfaktoren auf die Planetenbahnen untersuchen
- Flugmanöver wie Swing-by (Vorbeischwungmanöver) veranschaulichen
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- Einflussfaktoren auf die Planetenbahnen untersuchen
- Flugmanöver wie Swing-by (Vorbeischwungmanöver) veranschaulichen
KEPLERsche Gesetze (Simulation von PhET)
Versuche
- Getrennte Veranschaulichung aller drei KEPLERschen Gesetze
- Zusammenführung der Erkenntnisse
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- Getrennte Veranschaulichung aller drei KEPLERschen Gesetze
- Zusammenführung der Erkenntnisse
Energiemanagement in Neuburg
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Neuburg ist eine fiktionale Stadt in Deutschland mit in etwa 100 000 Einwohnern. Sie hat bereits viele erneuerbare Kraftwerke gebaut. Die Stadt hat: -…
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Übungsaufgaben
)
Neuburg ist eine fiktionale Stadt in Deutschland mit in etwa 100 000 Einwohnern. Sie hat bereits viele erneuerbare Kraftwerke gebaut. Die Stadt hat: -…
Zur AufgabeSonneninneres (Abitur BY 2007 GK A5-2)
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Im Inneren der Sonne wird durch Kernfusion Energie freigesetzt, die von der Photosphäre abgestrahlt wird. Im Abstand von \(1{\rm{AE}}\) ergibt sich…
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Übungsaufgaben
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Im Inneren der Sonne wird durch Kernfusion Energie freigesetzt, die von der Photosphäre abgestrahlt wird. Im Abstand von \(1{\rm{AE}}\) ergibt sich…
Zur AufgabeSpannungsüberwachung eines Solarmoduls
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Ein Solarmodul liefere Spannungen \(U_0\) im Bereich zwischen \(15\,\rm{V}\) und \(16\,\rm{V}\). Um sicher zu gehen, dass \(U_0\) tatsächlich in…
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Übungsaufgaben
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Ein Solarmodul liefere Spannungen \(U_0\) im Bereich zwischen \(15\,\rm{V}\) und \(16\,\rm{V}\). Um sicher zu gehen, dass \(U_0\) tatsächlich in…
Zur AufgabeTransistorkennlinien
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Joachim Herz Stiftung Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Ausgangskennlinienfeld eines TransistorsEntnimm dem Ausgangskennlinienfeld in Abb. 1…
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Übungsaufgaben
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Joachim Herz Stiftung Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Ausgangskennlinienfeld eines TransistorsEntnimm dem Ausgangskennlinienfeld in Abb. 1…
Zur AufgabeBau einer Panflöte
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Flexon möchte sich eine Panflöte bauen, auf der eine Dur-Tonleiter gespielt werden kann. Flexon kauft sich im Baumarkt Bambusrohr. Für den Grundton…
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Übungsaufgaben
)
Flexon möchte sich eine Panflöte bauen, auf der eine Dur-Tonleiter gespielt werden kann. Flexon kauft sich im Baumarkt Bambusrohr. Für den Grundton…
Zur AufgabeLaufzeiten von Licht im Sonnensystem
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Bestimme die Zeiten, die das Sonnenlicht benötigt, um die folgenden Entfernungen zurückzulegen: …
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Bestimme die Zeiten, die das Sonnenlicht benötigt, um die folgenden Entfernungen zurückzulegen: …
Zur AufgabeVenus (Abitur BY 2004 GK A5-1)
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
a)Skizzieren Sie maßstäblich und ohne Berücksichtigung der vorhandenen Bahnneigung die Bahnen von Venus und Erde um die Sonne als Kreisbahnen. Tragen…
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a)Skizzieren Sie maßstäblich und ohne Berücksichtigung der vorhandenen Bahnneigung die Bahnen von Venus und Erde um die Sonne als Kreisbahnen. Tragen…
Zur AufgabeEntfernungen an der Himmelskugel
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Gib die folgenden "Entfernungen" an der Himmelskugel an: a)Nordpunkt - Zenit b)Zenit - Nadir Hinweis: "Entfernungen" an der Himmelskugel sind stets…
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Übungsaufgaben
)
Gib die folgenden "Entfernungen" an der Himmelskugel an: a)Nordpunkt - Zenit b)Zenit - Nadir Hinweis: "Entfernungen" an der Himmelskugel sind stets…
Zur AufgabeHUYGENS (Abitur BY 2006 GK A5-1)
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
Künstlerische Darstellung von Cassini (große Sonde) und Huygens (links) vor Titan (Vordergrund) und Saturn (Hintergrund) von NASA [Public domain],…
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Künstlerische Darstellung von Cassini (große Sonde) und Huygens (links) vor Titan (Vordergrund) und Saturn (Hintergrund) von NASA [Public domain],…
Zur AufgabeGranulen (Abitur BY 2003 GK A5-2)
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
a)Skizziere schematisch den radialen Aufbau der Sonne. Gib die ungefähren Ausdehnungen der jeweiligen Bereiche an. (5 BE) In der…
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a)Skizziere schematisch den radialen Aufbau der Sonne. Gib die ungefähren Ausdehnungen der jeweiligen Bereiche an. (5 BE) In der…
Zur AufgabeGrößenverhältnisse
Aufgabe (
Übungsaufgaben
)
CC BY-SA 3.0 / Michael Fowler (http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/) …
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Übungsaufgaben
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CC BY-SA 3.0 / Michael Fowler (http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/) …
Zur AufgabeHERTZSPRUNG-RUSSELL-Diagramm
Grundwissen
- Das Hertzsprung-Russell-Diagramm zeigt grob die Verteilung der Sterne über ihre Entwicklungsstadien.
- Im Diagramm zeigen sich verschiedene charakteristische Bereiche.
- An der Position eines Sterns im HRD kann man meist seinen Entwicklungszustand ablesen.
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- Das Hertzsprung-Russell-Diagramm zeigt grob die Verteilung der Sterne über ihre Entwicklungsstadien.
- Im Diagramm zeigen sich verschiedene charakteristische Bereiche.
- An der Position eines Sterns im HRD kann man meist seinen Entwicklungszustand ablesen.
Monat
Grundwissen
- Ein synodischer Monat ist die Zeit von einer Mondphase bis zu ihrer Wiederkehr.
- Ein siderischer Monat ist die Zeit für einen vollen Umlauf des Mondes um die Erde gegenüber dem Sternenhintergrund.
Grundwissen
- Ein synodischer Monat ist die Zeit von einer Mondphase bis zu ihrer Wiederkehr.
- Ein siderischer Monat ist die Zeit für einen vollen Umlauf des Mondes um die Erde gegenüber dem Sternenhintergrund.
Der Transistor-Effekt
Grundwissen
- Wenn beim npn-Transistor die Basis genügend positiv gegenüber dem Emitter ist, kann ein Strom über die Kollektor-Emitter-Strecke fließen (Transistor-Effekt).
- Mithilfe eines kleinen Basisstroms kann ein großer Stromfluss zwischen Emitter und Kollektor gesteuert werden.
Grundwissen
- Wenn beim npn-Transistor die Basis genügend positiv gegenüber dem Emitter ist, kann ein Strom über die Kollektor-Emitter-Strecke fließen (Transistor-Effekt).
- Mithilfe eines kleinen Basisstroms kann ein großer Stromfluss zwischen Emitter und Kollektor gesteuert werden.
Lauf der Gestirne
Grundwissen
- Die Deklination \(\varphi\) gibt die Höhe über der Äquatorebene an.
- Die obere Kulmination beschreibt die größte Höhe eines Sterns, die untere Kulmination die geringste Höhe.
- Sterne, die sich am Beobachtungsort immer über der Horizontebene befinden, nennt man Zirkumpolarsterne.
Grundwissen
- Die Deklination \(\varphi\) gibt die Höhe über der Äquatorebene an.
- Die obere Kulmination beschreibt die größte Höhe eines Sterns, die untere Kulmination die geringste Höhe.
- Sterne, die sich am Beobachtungsort immer über der Horizontebene befinden, nennt man Zirkumpolarsterne.
Stehende Wellen und Eigenschwingungen
Grundwissen
- Schallwellen können reflektiert werden, z.B. von einer Wand oder einem Berghang.
- Wellen können sich gegenseitig überlagern.
- Stehende Wellen entstehen meist, wenn sich reflektierte Wellen in der Eigenfrequenz eines Systems überlagern.
Grundwissen
- Schallwellen können reflektiert werden, z.B. von einer Wand oder einem Berghang.
- Wellen können sich gegenseitig überlagern.
- Stehende Wellen entstehen meist, wenn sich reflektierte Wellen in der Eigenfrequenz eines Systems überlagern.
Bahnen im Gravitationsfeld
Grundwissen
- Schießt man auf der Erde von einem hohen Turm einen Körper parallel zur Erdoberfläche ab, so gibt es je nach Abschussgeschwindigkeit \(v\) vier mögliche Bahnkurven.
- Für kleine \(v\) trifft der Körper die Erde.
- Wenn \(v\) so groß ist, dass \(F_{\rm{G}}=F_{\rm{Z}}\) gilt, ergibt sich eine Kreisbahn.
- Bei größerem \(v\) ergeben sich zunächst Ellipsenbahnen und bei \(v>v_{\rm{Flucht}}\) Hyperbelbahnen und der Körper entfernt sich.
Grundwissen
- Schießt man auf der Erde von einem hohen Turm einen Körper parallel zur Erdoberfläche ab, so gibt es je nach Abschussgeschwindigkeit \(v\) vier mögliche Bahnkurven.
- Für kleine \(v\) trifft der Körper die Erde.
- Wenn \(v\) so groß ist, dass \(F_{\rm{G}}=F_{\rm{Z}}\) gilt, ergibt sich eine Kreisbahn.
- Bei größerem \(v\) ergeben sich zunächst Ellipsenbahnen und bei \(v>v_{\rm{Flucht}}\) Hyperbelbahnen und der Körper entfernt sich.
Hauptreihenstadium
Grundwissen
- Im Hauptreihenstadium befinden sich Sterne während des stabilen Wasserstoffbrennens, das etwa \(90\,\%\) der Lebenszeit ausmacht.
- Mit Wissen über die Masse sowie der Leuchtkraft eines Sterns und der empirischen Masse-Leuchtkraftbeziehung gilt für die Hauptreihenzeit eines Sterns \(t_{\rm{h}}\sim\frac{1}{m^2}\).
Grundwissen
- Im Hauptreihenstadium befinden sich Sterne während des stabilen Wasserstoffbrennens, das etwa \(90\,\%\) der Lebenszeit ausmacht.
- Mit Wissen über die Masse sowie der Leuchtkraft eines Sterns und der empirischen Masse-Leuchtkraftbeziehung gilt für die Hauptreihenzeit eines Sterns \(t_{\rm{h}}\sim\frac{1}{m^2}\).
Entfernungsbestimmung mit Cepheiden
Grundwissen
- Cepheiden sind Pulsationsveränderliche - ihre Leuchtkraft bzw. Helligkeit verändert sich streng periodisch.
- Die Helligkeit hängt bei Cephiden mit der Länge ihrer Periode zusammen (Perioden-Leuchtkraft-Beziehung)
- Cepheiden dienen zur Entfernungsmessung im Kosmos: aus der Beobachtung der Periodendauer kann man direkt auf die absolute Helligkeit schließen. Durch die Messung der relativen Helligkeit dann mit dem Entfernungsmodul die Entfernung berechnen werden.
Grundwissen
- Cepheiden sind Pulsationsveränderliche - ihre Leuchtkraft bzw. Helligkeit verändert sich streng periodisch.
- Die Helligkeit hängt bei Cephiden mit der Länge ihrer Periode zusammen (Perioden-Leuchtkraft-Beziehung)
- Cepheiden dienen zur Entfernungsmessung im Kosmos: aus der Beobachtung der Periodendauer kann man direkt auf die absolute Helligkeit schließen. Durch die Messung der relativen Helligkeit dann mit dem Entfernungsmodul die Entfernung berechnen werden.
Dotierte Halbleiter
Grundwissen
- Man unterscheidet zwischen n-dotierten und p-dotierten Halbleitern (kurz n- bzw. p-Halbleiter).
- Bei n-Halbleitern entstehen frei bewegliche Elektronen auf einem Untergrund positiver, ortsfester Atomrümpfe.
- Bei p-Halbleitern entstehen frei bewegliche "Löcher" auf einem Untergrund negativer, ortsfester Atomrümpfe.
Grundwissen
- Man unterscheidet zwischen n-dotierten und p-dotierten Halbleitern (kurz n- bzw. p-Halbleiter).
- Bei n-Halbleitern entstehen frei bewegliche Elektronen auf einem Untergrund positiver, ortsfester Atomrümpfe.
- Bei p-Halbleitern entstehen frei bewegliche "Löcher" auf einem Untergrund negativer, ortsfester Atomrümpfe.
Jahreszeiten
Grundwissen
- Die Neigung der Erdachse sorgt für die Jahreszeiten
- Im Sommer fällt das Sonnenlicht mittags steiler auf die Erdoberfläche, im Winter flacher
- Einstrahlwinkel und Tageslängen beeinflussen die Erwärmung
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- Die Neigung der Erdachse sorgt für die Jahreszeiten
- Im Sommer fällt das Sonnenlicht mittags steiler auf die Erdoberfläche, im Winter flacher
- Einstrahlwinkel und Tageslängen beeinflussen die Erwärmung
Erstes KEPLERsches Gesetz
Grundwissen
- Die Planeten bewegen sich auf elliptischen Bahnen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht.
- Den Bahnpunkt mit dem geringsten Abstand zur Sonne bezeichnet man als Perihel, den Bahnpunkt mit dem größten Abstand zur Sonne als Aphel.
- Die Erdbahn hat nur eine sehr geringe Exzentrizität.
Grundwissen
- Die Planeten bewegen sich auf elliptischen Bahnen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht.
- Den Bahnpunkt mit dem geringsten Abstand zur Sonne bezeichnet man als Perihel, den Bahnpunkt mit dem größten Abstand zur Sonne als Aphel.
- Die Erdbahn hat nur eine sehr geringe Exzentrizität.
Drittes KEPLERsches Gesetz
Grundwissen
- Die Quadrate (zweite Potenzen) der Umlaufzeiten zweier Planeten um das gleiche Zentralgestirn verhalten sich wie die Kuben (dritte Potenzen) der großen Bahnhalbachsen.
- Für alle Planeten, die um das gleiche Zentralgestirn kreisen, haben die Quotienten aus dem Quadrat der Umlaufzeit und der dritten Potenz der großen Bahnhalbachse den selben Wert \(C\). Dabei muss die Masse des Zentralgestirns deutlich größer sein, als die Masse der umlaufenden Körper.
Grundwissen
- Die Quadrate (zweite Potenzen) der Umlaufzeiten zweier Planeten um das gleiche Zentralgestirn verhalten sich wie die Kuben (dritte Potenzen) der großen Bahnhalbachsen.
- Für alle Planeten, die um das gleiche Zentralgestirn kreisen, haben die Quotienten aus dem Quadrat der Umlaufzeit und der dritten Potenz der großen Bahnhalbachse den selben Wert \(C\). Dabei muss die Masse des Zentralgestirns deutlich größer sein, als die Masse der umlaufenden Körper.
Zweites KEPLERsches Gesetz
Grundwissen
- Ein von der Sonne zum Planeten gezogener Fahrstrahl überstreicht in gleichen Zeiten gleich große Flächen.
- Die Geschwindigkeit eines Planeten ändert sich auf seiner Bahn um die Sonne: im Perihel ist er am schnellsten, im Aphel am langsamsten.
Grundwissen
- Ein von der Sonne zum Planeten gezogener Fahrstrahl überstreicht in gleichen Zeiten gleich große Flächen.
- Die Geschwindigkeit eines Planeten ändert sich auf seiner Bahn um die Sonne: im Perihel ist er am schnellsten, im Aphel am langsamsten.
DOPPLER-Effekt
Grundwissen
- Der Doppler-Effekt ist die zeitliche Stauchung bzw. Dehnung einer Welle durch die Veränderungen des Abstands zwischen Sender und Empfänger.
- Man unterscheidet häufig, ob sich der Sender oder der Empfänger bewegt. Der andere ist zur Vereinfachung in Ruhe.
- Verkleinert sich der Abstand Sender-Empfänger so steigt die wahrgenommene Frequenz.
- Vergrößert sich der Abstand so sinkt die wahrgenommene Frequenz,
Grundwissen
- Der Doppler-Effekt ist die zeitliche Stauchung bzw. Dehnung einer Welle durch die Veränderungen des Abstands zwischen Sender und Empfänger.
- Man unterscheidet häufig, ob sich der Sender oder der Empfänger bewegt. Der andere ist zur Vereinfachung in Ruhe.
- Verkleinert sich der Abstand Sender-Empfänger so steigt die wahrgenommene Frequenz.
- Vergrößert sich der Abstand so sinkt die wahrgenommene Frequenz,