ZZ ISME Physik
Vorkurs PH: Physik (Sommer 2017) 1.1: Ausbreitung, Strahlenmodell und Schatten 1.2: Was passiert wenn Licht auf einen Körper trifft? 1.3: Abbildungseigenschaften von Sammellinsen 2.1: Worum geht es bei der Energie? 2.9 Was sind die wichtigen Grössen der Wärmelehre? 2.10: Welches Modell eignet sich zur Beschreibung der Materie? 2.11: Was bedeutet die Brown’sche Bewegung? 2.12: Wie lassen sich Gase beschreiben? 2.13 Wie reagiert Materie auf Wärme? Extra: Wichtige Formeln
Vorkurs PH: Physik (Sommer 2017) 1.1: Ausbreitung, Strahlenmodell und Schatten 1.2: Was passiert wenn Licht auf einen Körper trifft? 1.3: Abbildungseigenschaften von Sammellinsen 2.1: Worum geht es bei der Energie? 2.9 Was sind die wichtigen Grössen der Wärmelehre? 2.10: Welches Modell eignet sich zur Beschreibung der Materie? 2.11: Was bedeutet die Brown’sche Bewegung? 2.12: Wie lassen sich Gase beschreiben? 2.13 Wie reagiert Materie auf Wärme? Extra: Wichtige Formeln
Wie müssen Gegenstands- und Brennweite bei einer Lupe sein, damit das Licht nach der Lupe paralleles Licht ist?
Gegenstandsweite g muss gleich gross sein wie die Brennweite fLupe.
Wenn abends eine Lampe im Zimmer brennt, so sieht man in der Fensterscheibe oft zwei Spiegelbilder der Lampe. Wieso kommt es zu zwei Spiegelbildern der Lampe?
Da die meisten Scheiben doppelt verglast sind. Dabei machen beide Scheiben je ein Spiegelbild der Lampe.
Licht kann als Informationsträger durch lange Glasfasern geschickt werden.
Was muss für die Richtung der Lichtstrahlen in einem langen zylinderförmigen Glasstab gelten, damit sich das Licht nur innerhalb des Glasstabs ausbreitet?
Der Einfallswinkel muss bei jedem Auftreffen auf die Oberfläche grösser als der kritische Winkel sein, damit alles Licht total reflektiert wird und es zu keinen Lichtverlusten an die Umgebung kommt.
Wie funktioniert eine Lupe?
Die Lupe wird so gehalten, dass der Gegenstand in der Brennebene der Lupenlinse liegt. Das nach der Lupe parallele Licht wird durch das entspannte Auge auf die Netzhaut abgebildet.
Was ist die Spezialität eines Mikroskops?
Es kann mit zwei Sammellinsen ein wesentlich stärker vergrössertes Bild auf der Netzhaut erzeugen.
Wie nennt man die erste und wie die zweite Linse beim Mikroskop?
Erste Linse: Objektiv
Zweite Linse: Okular
Wie funktioniert ein Mikroskop?
Das Objektiv macht vom Objekt ein reelles, vergrössertes Zwischenbild. Das Okular wird dann als Lupe verwendet um das Zwischenbild nochmals zu vergrössern.
Das Bild, das eine dünne Sammellinse von einem Gegenstand erzeugt, kann mithilfe von speziellen Lichtstrahlen konstruiert werden. Wie verlaufen Lichtstrahlen, die durch die Mitte der Linse gehen?
Solche Lichtstrahlen gehen ungebrochen durch eine dünne Sammellinse.
Das Bild, das eine dünne Sammellinse von einem Gegenstand erzeugt, kann mithilfe von speziellen Lichtstrahlen konstruiert werden. Wie verlaufen Lichtstrahlen, die durch den gegenstandsseitigen Brennpunkt der Linse gehen?
Solche Lichtstrahlen werden von einer dünnen Linse so gebrochen, dass sie nach der Linse parallel zur optischen Achse sind.
Das Bild, das eine dünne Sammellinse von einem Gegenstand erzeugt, kann mithilfe von speziellen Lichtstrahlen konstruiert werden. Wie verlaufen Lichtstrahlen, die parallel zur optischen Achse der Linse einfallen?
Solche Lichtstrahlen werden von einer dünnen Linse so gebrochen, dass sie nach der Linse durch den Brennpunkt gehen.
Mithilfe einer Sammellinse kann ein scharfes Bild erzeugt werden. Wo muss ein Gegenstand platziert werden, damit ein vergrössertes reelles Bild entsteht?
Zwischen einfacher und doppelter Brennweite der Sammellinse.
Mithilfe einer Sammellinse kann ein scharfes Bild erzeugt werden. Wo muss ein Gegenstand platziert werden, damit ein virtuelles Bild entsteht?
Innerhalb der Brennweite der Sammellinse.
Mithilfe einer Sammellinse kann ein scharfes Bild erzeugt werden. Wo muss ein Gegenstand platziert werden, damit ein reelles Bild entsteht, das gleich gross wie der Gegenstand ist?
Bei der doppelten Brennweite der Sammellinse.
Mithilfe einer Sammellinse kann ein scharfes Bild erzeugt werden. Wo muss ein Gegenstand platziert werden, damit ein verkleinertes Bild entsteht?
Ausserhalb der doppelten Brennweite.
Mithilfe einer Sammellinse kann ein scharfes Bild erzeugt werden. Wo muss ein Gegenstand platziert werden, damit ein auf dem Kopf stehendes Bild entsteht?
Ausserhalb der Brennweite der Sammellinse.
Mithilfe einer Sammellinse kann ein scharfes Bild erzeugt werden. Wo muss ein Gegenstand platziert werden, damit ein aufrechtes Bild entsteht?
Innerhalb der Brennweite der Sammellinse.
Ein Gegenstand bewegt sich auf eine Linse zu. Er ist anfänglich weit von der Linse entfernt und nähert sich, bis sein Abstand von der Linse gleich deren Brennweite ist. Wie bewegt sich dabei das Bild des Gegenstands?
Für die Brennweite gilt 1/b = 1/f - 1/g
Wenn die Gengenstandsweite kleiner wird, so wird 1/g grösser. Damit wird 1/b kleiner, also b grösser. Das Bild wandert von der Linse weg und wird grösser.
Wieso braucht ein weitsichtiger Mensch zum Lesen eine Brille?
Bei Weitsichtigkeit liegt das Bild von nahen Gegenständen hinter der Netzhaut. Nahe Gegenstände werden also nicht scharf auf der Netzhaut abgebildet.
Durch eine Sammellinse (Brille) werden deren Lichtstrahlen zur optischen Achse hingeschoben, sodass sie sich trotzdem auf der Netzhaut kreuzen und ein scharfes Bild entsteht. Dies entspricht einer Verringerung der Brennweite des Auges.
Ein weitsichtiger Mensch will in einer Figur ganz kleine Details erkenn und benutzt dazu eine Lupe.
Welche der folgenden Antworten trifft zu?
Vergleiche die Distanzeinstellung beim menschlichen Auge mit derjenigen vom Fotoapparat:
Um auf eine beliebige Distanz zu fokussieren, wird beim menschlichen Auge die Brennweite der Linse verändert. Die Bildweite ist durch den Abstand zwischen Linse und Netzhaut fix vorgegeben.
Beim Fotoapparat hingegen ist die Brennweite der Linse unveränderlich. Damit Gegenstände mit beliebiger Gegenstandsweite scharf abgebildet werden können, wird die Bildweite (Abstand zwischen Linse und Film) variiert.
Nennen Sie die vier Eigenschaften des idealen Gases:
- Gasteilchen sehr klein
- Zusammenstösse zweier Gasteilchen oder Gasteilchen und Behälterwand sind elastisch
- Auf die Gasteilchen wirken keine Kräfte
- Bewegung der Gasteilchen ist völlig ungeordnet.
Was bedeutet Reflexion in Bezug auf Licht?
Licht kann vom Hindernis zurückgeworfen werden.
Wie entsteht ein Bild auf dem „Bildschirm“ der Lochkamera?
Vom Gegenstandspunkt P aus gehen Lichtstrahlen in alle Richtungen. Jeder Lichtstrahl der durch das Loch auf den Bildschirm gelangt, macht einen Bildfleck (ein unscharfes Bild eines Punktes). Deshalb ist das Bild der Lochkamera unscharf.
Was gibt R/NA?
k = Boltzmann-konstante = 1.38 *10-23
Beschreiben Sie den Zusammenhang zwischen Wärme Q und der bewirkten Temperaturänderung ∆T anhand einer linearen Gleichung:
Q = c *m * ∆T
Was beschreibt die Temperatur?
Wie warm ein Körper ist.
Wie breitet sich Licht aus?
Entlang einer geraden Linie, bis es auf ein Hindernis trifft.
Wie lassen sich Festkörper in Form und Volumen verändern?
Form: durch genügend grosse Kräfte.
Volumen: Kaum veränderbar, ausser es bestehen grosse Hohlräume im Festkörper (z.B. Brot).
Aus was besteht Materie?
Aus Atomen (Molekülen)
Anhand welches Werkzeuges kann man beispielsweise erkennen, dass fliessendes Wasser Energie hat?
Anhand eines Wasserrades welches durch das Fliessen des Wassers rotiert.
Wie gross ist die Lichtgeschwindigkeit in einem Vakuum?
CVakuum= 3.0 *108 m/s oder 300‘000 km/s
Was bedeutet Absorption in Bezug auf Licht?
Licht kann von einem Körper verschluckt werden.
[V]=
m3
Wie lautet die Gleichung zum Gesetz des idealen Gases?
p *V = n *R *T
=> Druck *Volumen = Stoffmenge *universelle Gaskonstante *Temperatur
Nennen Sie drei Abbildungseigenschaften der Lochkamera:
- Das Bild ist um 180° gedreht.
- Je weiter der Bildschirm vom Loch entfernt ist, umso grösser ist das Bild.
- Je weiter der Gegenstand vom Loch entfernt ist, umso kleiner ist das Bild.
Was ist die Brown’sche Bewegung?
Die ständige Bewegung von in Flüssigkeit schwebenden Teilchen.
Worin unterscheiden sich Festkörper, Flüssigkeiten und Gase?
In ihrer Verformbarkeit und Komprimierbarkeit.
Was beschreibt die innere Energie?
Die Energie, die in einem Körper (infolge seiner Temperatur) drin steckt.
Wozu brauchen Menschen Energie?
Um Arbeit verrichten zu können.
Wofür steht Q?
Wärme
-
- 1 / 360
-
Cartes-fiches
Was passiert mit der Masse eines Gegenstandes bei der Erwärmung?
Sie bleibt gleich.
Wie nennt man die Temperatur, bei der Festkörper flüssig respektive Flüssigkeiten fest werden?
Schmelztemperatur bzw. Gefriertemperatur
Boltzmann-konstante k=
k= 1.38 *10-23
Wenn ein Fischreiher geradewegs nach dem Fisch im Wasser schnappt, so wird er den Fisch verfehlen.
A) Wieso wird der Fischreiher den Fisch verfehlen?
B) Wird der Fischreiher zu hoch oder zu niedrig nach dem Fisch schnappen?
A) Das Licht vom Fisch wird am Wasser-Luft-Übergang von der Flächennormalen weggebrochen. Der Fischreiher weiss nichts von dieser Brechung und nimmt den Fisch in der rückwärtigen Verlängerung des gebrochenen Lichtstrahls wahr.
B) Der Fischreiher sieht den Fisch wegen des Wegbrechens des Lichtstrahls zu hoch und schnappt oberhalb des Fischs nach ihm.
Was passiert wenn die Gegenstandsweite grösser als die doppelte Brennweite ist?
Der Gegenstand wird verkleinert abgebildet.
Wie gross ist die Erde im Verhältnis zum Mond?
Der Durchmesser der Erde ist ca. 3.6-mal grösser als der des Mondes.
Was passiert mit der Dichte eines Gegenstandes bei der Erwärmung?
Sie nimmt ab. Denn: m/V2 < m/V1
Wie nennt man die Temperatur, bei der Flüssigkeiten gasförmig respektive Gase flüssig werden?
Siedetemperatur bzw. Kondensationstemperatur
[γ]=
1/K
Unter welchen Umständen kommt es zu scheinbaren Pfützen auf Teerstrassen?
Wenn sich über dem Boden eine Heissluftschicht mit einem kleineren Brechungsindex befindet, und sich das Auge des Betrachters oberhalb der Heissluft-Kaltluft-Grenze befindet, wird das Licht der Sonne an der Grenze total reflektiert. Den Lichtstrahlen passiert dasselbe wie an der Oberfläche einer Pfütze. Weil für uns Totalreflexion ungewohnt ist, denkt das Gehirn das zu sehen, was optisch gleich ist, eben eine Pfütze.
Was passiert wenn die Gegenstandweite gleich der doppelten Brennweite ist?
Der Gegenstand wird in Originalgrösse abgebildet.
Mit welcher Formel berechnet man die Steigung einer Längenänderung α?
α= (∆l/l)/ ∆ϑ = ∆l/l*∆ϑ
Kochendes Wasser steht auf der Herdplatte.
A) Wie hoch ist die Temperatur des Wassers?
B) Was passiert mit der zugeführten Wärme?
A) 100 °C
B) Beim Verdampfen wird Wärme in potenzielle Energie de Atome umgewandelt.
[A]=
m2
Wieso funkelt ein Diamant so stark?
Praktisch alles Licht, das von oben in den Diamanten kommt, wird an der Unterseite total reflektiert und kommt oben wieder aus dem Diamanten raus, wodurch er funkelt.
Was passiert wenn die Gegenstandweite kleiner als die doppelte Brennweite aber grösser als die Brennweite ist?
Der Gegenstand wird vergrössert abgebildet.
Mit welcher Formel berechnet man die Steigung einer Volumenänderung γ?
γ= (∆V/V)/ ∆ϑ = ∆V/V*∆ϑ
Wieso sind Aggregatzustandsänderungen mit Wärme verbunden obwohl die Temperatur dabei konstant bleibt?
Weil sich bei Aggregatzustandsänderungen der Abstand zwischen den sich gegenseitig anziehenden Atomen ändert. Folglich ändert sich die potentielle Energie der Atome.
Lv=
Spezifische Verdampfungswärme
Wie gross muss der Einfallswinkel des Lichts beim Diamant-Luft-Übergang mindestens sein, damit es zu Totalreflektion kommt?
Der kritische Einfallswinkel α1 beträgt für den Übergang vom Diamanten (n1= 2.4) in die Luft (n2= 1) α1 = arcsin (1/2.4) = 25°
Was passiert wenn die Gegenstandsweite g kleiner ist als die Brennweite f?
Es entsteht ein virtuelles Bild.
Was bedeutet ein α= 11*10-6 °C-1?
Dass die Länge des Körpers mit jedem Grad Erwärmung um 11*10-6 *100% bzw. 11*10-4% zunimmt.
Was geben spezifische Schmelzwärme bzw. spezifische Verdampfungswärme an?
Wie viel Wärme es braucht, um bei 1 kg des Materials eine Aggregatzustandsänderung zu bewirken.
[Lf]=
J/Kg
Wie lautet bei der Reflexion die Beziehung zwischen Einfalls- und Ausfallswinkel?
Einfallswinkel = Ausfallswinkel
Wie lässt sich die Bildweite b mit der Linsengleichung berechnen?
1/f = 1/g + 1/b
b= (f*g)/(g-f)
Welche Beziehung gilt für Volumenausdehnungskoeffizient γ und Längenausdehnungskoeffizient α?
γ ≈ 3* α
Formelzeichen für die spezifische Schmelzwärme:
Lf
h=
Höhe über Nullniveau
Unter welchen Umständen kommt es zu diffuser Reflexion?
Wenn die reflektierende Oberfläche nicht glatt ist.
Wofür steht b?
Für die Bildweite
Wofür steht α?
Für den Längenausdehnungskoeffizient.
Formelzeichen für die spezifische Verdampfungswärme:
Lv
Wie lautet das alternative Gesetz des idealen Gases?
p *V = N *k *T
Wann kommt es zur Brechung von Lichtstrahlen?
Wenn der Lichtstrahl von einem transparenten Medium in ein anderes transparentes Medium gelangt und die Brechzahlen der beiden Medien nicht gleich sind.
Wofür steht g?
Für die Gegenstandsweite
Wofür steht γ?
Für den Volumenausdehnungskoeffizient.
Was passiert im Zusammenhang mit Energie bei der Erstarrungs- bzw. Kondensationswärme?
(Q=L*m)-Wärme geht an die Umgebung ab
k=
Boltzmann-Konstante = 1.38 *10-23 J/K
Licht einer Lampe wird von einer Oberfläche reflektiert. Der Winkel zwischen dem einfallenden und dem ausfallenden Strahl beträgt 60°. Wie gross ist der Einfallswinkel?
30° da Einfallswinkel = Ausfallswinkel.
