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
Epot=
Lageenergie
Welche Wirkung hat Dispersion auf weisses Licht?
Es wird dadurch in die verschiedenen Farbanteile aufgefächert und es entsteht ein regenbogenfarbiger Lichtfächer.
Wie gross muss die Bildweite durch Anpassung der Brennweite der Augenlinse bei gesunden Augen immer sein?
bAuge = 23 mm
Welchen Zusammenhang haben Expansionsarbeit und innere Energie eines Systems?
Expansionsarbeit verkleinert die innere Energie eines Systems.
[n]=
mol
Wie ist die Reihenfolge der Farben beim Hauptregenbogen?
Von innen nach aussen: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Violett
Was sind fmin und fmax beim durchschnittlichen gesunden Erwachsenen?
fmin = 19 mm
fmax = 23 mm
Was ist Kompressionsarbeit?
Die Arbeit, die die Umgebung beim Zusammendrücken am Gas verrichtet.
Lf=
Spezifische Schmelzwärme
Warum ist beim Nebenregenbogen die Reihenfolge der Farben umgekehrt als beim Hauptregenbogen?
Bei jeder Reflexion wir die Farbabfolge umgekehrt. Der Nebenregenbogen hat eine Reflexion mehr als der Hauptregenbogen und kehrt deshalb einmal mehr um.
Was ist der Nahpunkt?
Die minimale Gegenstandsweite gmin bei minimaler Brennweite.
Welchen Zusammenhang haben Kompressionsarbeit und innere Energie eines Systems?
Kompressionsarbeit vergrössert die innere Energie eines Systems.
F=
Kraft
Was passiert mit dem Licht bei Totalreflexion?
Es wird an der Grenzoberfläche gemäss dem Reflexionsgesetz reflektiert.
Was ist die Ursache für angeborene Weitsichtigkeit?
Der Augapfel ist zu kurz, d. h. bAuge ist zu klein.
H=
Spezifischer Heizwert
Wann kommt es zur Totalreflexion?
Wenn der Einfallswinkel grösser als der kritische Winkel ist und das Licht von einem Medium mit grösserer Brechzahl in ein Medium mit kleinerer Brechzahl wechselt.
Was ist die Ursache bei der Altersweitsichtigkeit?
Die Elastizität der Augenlinse ist reduziert, wodurch sie sich nicht mehr gut zusammenziehen kann.
Ekin=
Bewegungsenergie des Körpers
Trifft Licht auf ein Prisma, so wird es in seine Farbanteile zerlegt.
A) Wie nennt man diesen Vorgang der Farbzerlegung?
B) Wie kommt es zu dieser Farbzerlegung?
A) Dispersion
B) Weisses Licht besteht aus farbigem Licht. Da die Brechzahl neben dem Material auch von der Farbe des Lichts abhängt, kommt es zur Auffächerung eines weissen Lichtstrahls.
Was ist der Effekt von Altersweitsichtigkeit?
Nahe Gegenstände werden bei Altersweitsichtigkeit nicht mehr scharf abgebildet, da die Brennweite der Augenlinse nicht mehr klein genug werden kann.
Wie berechnet man die Masse m wenn man z.B. die Masse von Helium-Atomen mHE hat?
m= N *mHE = Teilchenanzahl *Masse von Helium-Atomen
Welche Farbe wird am stärksten gebrochen, welche am wenigsten?
Blaues am stärksten, rotes am schwächsten.
Was sorgt bei Weitsichtigkeit dafür, dass das Bild von nahen Gegenständen bei entspanntem Ziliarmuskel auf die Netzhaut fällt?
Sammellinsen
[F]=
N
Was muss für die Richtung eines Lichtstrahls 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.
Wann sieht man in die Weite gut und wann in die Nähe?
Weitsichtigkeit: Weite sieht man gut
Kurzsichtigkeit: Nähe sieht man gut
[Ekin]=
J
Was ist die Ursache der angeborenen Kurzsichtigkeit?
Der Augapfel ist zu lang, d. h. bAuge ist zu gross.
Q=
Wärme
In einem Kino verläuft das Licht vom Filmprojektor über die Köpfe der Zuschauer hinweg auf die Leinwand. Hier wird es reflektiert, sodass man es von allen Plätzen gut sehen kann.
A) Um Was für eine Reflexion handelt es sich hier?
B) Worauf sollte man bei der Materialwahl achten, wenn man eine Leinwand fabriziert?
A) Um eine unregelmässige oder diffuse Reflexion da man es von Überall im Raum sehen kann.
B) Darauf, dass die Oberfläche rau ist.
Was sorgt bei Kurzsichtigkeit dafür, dass das Bild von weit entfernten Gegenständen bei entspanntem Ziliarmuskel auf die Netzhaut fällt?
Streulinsen
V=
Volumen
Die Scheinwerfer eines Autos machen nachts die Strasse gut sichtbar, wenn die Strasse trocken ist, jedoch nicht, wenn sie nass ist. Ausserdem blendet das Licht entgegenkommender Autos bei nasser Strasse viel mehr als bei trockener. Können Sie sich diese beiden Phänomene erklären?
Bei trockener Strasse kommt es auf der rauen Strasse zu diffuser Reflexion des Scheinwerferlichts, wodurch man die Strasse auch aus dem Auto sehen kann.
Auf der glatten Wasseroberfläche der Strasse kommt es zu regelmässiger Reflexion, wodurch man nur noch die Spiegelbilder der Lampen sehen kann.Bei nasser Strasse blendet regelmässig reflektiertes Licht eines entgegenkommenden Autos. Bei diffuser Reflexion gelangt wenieger Licht ins Auge.
Was ist eine Lupe einfach gesagt?
Eine Sammellinse
Auf welcher Höhe muss die untere Kante eines Spiegels sein, damit eine Person gerade noch ihre Füsse im Spiegel sehen kann?
Einfallswinkel = Ausfallswinkel bedeutet, dass der Lichtstrahl, der vom Fuss ins Auge gelangt, auf halber Augenhöhe den Spiegel trifft. Die Spiegelunterkante muss deshalb auf halber Augenhöhe sein.
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.
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.
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.
