Berlin Abitur Physik LK cheat sheet

Kinematik gleichmäßig beschleunigter Bewegung: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t², v² = v₀² + 2·a·s; gilt nur bei konstanter Beschleunigung.

Newtonsches Grundgesetz als Vektorgleichung F⃗ = m·a⃗; Kräfte werden vektoriell addiert, nicht betragsmäßig.

Gleichgewicht: ΣF⃗ = 0 und ΣM = 0; Drehmoment M = F·r·sin α, Hebelarm senkrecht zur Kraft.

Schiefe Ebene: Hangabtriebskraft F_H = m·g·sin α, Normalkraft F_N = m·g·cos α; Reibung F_R = μ·F_N.

Energieansatz statt Kinetik, wenn nur Geschwindigkeiten ohne Zeit gefragt sind: E_pot = m·g·h, E_kin = ½·m·v², E_spann = ½·D·s².

Impulserhaltung gilt bei fehlenden äußeren Kräften: Σm·v⃗ = konstant; beim unelastischen Stoß bleibt der Impuls, die kinetische Energie nicht.

Gravitation: F = G·m₁·m₂/r², Feldstärke g = G·M/r²; Kreisbahnbedingung G·M·m/r² = m·v²/r, also v = √(G·M/r).

Gleichförmige Kreisbewegung: a_z = v²/r = ω²·r, ω = 2π/T, v = ω·r; die Zentripetalkraft zeigt stets zum Kreismittelpunkt.

Coulombsches Gesetz F = (1/4πε₀)·q₁·q₂/r²; Feldstärke E = F/q, im Plattenkondensator E = U/d (homogen, Randeffekte vernachlässigt).

Kondensator: C = Q/U, Plattenkondensator C = ε₀·ε_r·A/d, Energie W = ½·C·U² = ½·Q·U.

Ohmsches Gesetz U = R·I gilt nur für ohmsche Widerstände; Reihenschaltung R_ges = ΣR, Parallelschaltung 1/R_ges = Σ(1/R).

Kirchhoffsche Regeln: Knotenregel ΣI = 0 (Ladungserhaltung), Maschenregel ΣU = 0 (Energieerhaltung im Umlauf).

Elektrische Leistung P = U·I = I²·R = U²/R; Energie im Zeitraum t: W = P·t.

Lorentzkraft auf bewegte Ladung F = q·v·B·sin α, Richtung über Drei-Finger-Regel (rechte Hand für positive Ladungsträger); F steht senkrecht auf v und B.

Induktion: U_ind = −n·dΦ/dt mit Φ = B·A·cos α; das Minuszeichen (Lenz) gibt die Richtung des Induktionsstroms an, der die Ursache hemmt.

Bewegter Leiter im Magnetfeld: U_ind = B·l·v bei senkrechter Orientierung; Spule mit Eisenkern erhöht B und damit die Induktionsspannung.

Harmonische Schwingung: y(t) = A·sin(ω·t + φ₀), ω = 2π/T = 2π·f; Geschwindigkeit v(t) = A·ω·cos(ω·t), Beschleunigung a(t) = −ω²·y(t).

Federpendel: T = 2π·√(m/D); Fadenpendel für kleine Auslenkungen: T = 2π·√(l/g), unabhängig von der Masse.

Rücktreibende Kraft und Beschleunigung sind proportional zur Auslenkung und entgegengesetzt gerichtet: F = −D·y; das kennzeichnet den harmonischen Oszillator.

Energie im Federschwinger: E_ges = ½·D·A² = ½·m·v_max²; E_pot und E_kin tauschen periodisch mit doppelter Frequenz.

Wellengleichung: c = λ·f = λ/T; bei Übergang zwischen Medien bleibt f konstant, λ und c ändern sich.

Überlagerung: konstruktive Interferenz bei Gangunterschied Δs = k·λ, destruktive bei Δs = (k + ½)·λ (k ganzzahlig).

Stehende Welle: Knoten im Abstand λ/2; bei Reflexion am festen Ende entsteht ein Knoten, am offenen Ende ein Bauch.

Doppelspalt: Maximum bei d·sin θ = k·λ; für kleine Winkel gilt sin θ ≈ tan θ ≈ Abstand/Schirmabstand, also a_k = k·λ·L/d.

Gedämpfte Schwingung: Amplitude nimmt exponentiell ab, A(t) = A₀·e^(−δ·t); die Frequenz sinkt gegenüber der ungedämpften Schwingung.

Photonenenergie E = h·f = h·c/λ; h ≈ 6,63·10⁻³⁴ J·s, Umrechnung 1 eV ≈ 1,60·10⁻¹⁹ J.

Photoeffekt: E_kin,max = h·f − W_A (W_A Austrittsarbeit); unterhalb der Grenzfrequenz f_G = W_A/h treten keine Elektronen aus, unabhängig von der Intensität.

De-Broglie-Wellenlänge λ = h/p = h/(m·v); für Elektronen nach Beschleunigung mit U gilt λ = h/√(2·m_e·e·U).

Bohrsches Atommodell: E_n = −13,6 eV/n² für Wasserstoff; Übergang zwischen Niveaus mit ΔE = h·f, Emissionslinien als diskretes Spektrum.

Franck-Hertz-Versuch: periodische Stromminima im Abstand der Anregungsenergie belegen diskrete atomare Energieniveaus.

Heisenbergsche Unschärferelation: Δx·Δp ≥ h/(4π); sie begründet, warum Elektronen im Atom keine definierten Bahnen besitzen.

Energieniveau-Diagramm: nach oben breiter werdende Abstände bedeuten abnehmende Termdifferenz; Pfeile nach unten zeigen Emission, nach oben Absorption.

Röntgenstrahlung: Grenzwellenlänge λ_min = h·c/(e·U_B), unabhängig vom Anodenmaterial; charakteristische Linien hängen vom Material ab.

Kinematik gleichmäßig beschleunigter Bewegung: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t², v² = v₀² + 2·a·s.

Newtonsches Grundgesetz F⃗ = m·a⃗; Kräfte werden vektoriell addiert.

Gleichgewicht: ΣF⃗ = 0 und ΣM = 0; Drehmoment M = F·r·sin α.

Schiefe Ebene: F_H = m·g·sin α, F_N = m·g·cos α, Reibung F_R = μ·F_N.

Energie: E_pot = m·g·h, E_kin = ½·m·v², E_spann = ½·D·s².

Impulserhaltung bei fehlenden äußeren Kräften: Σm·v⃗ = konstant.

Gravitation: F = G·m₁·m₂/r²; Kreisbahn v = √(G·M/r).

Kreisbewegung: a_z = v²/r = ω²·r, ω = 2π/T.

Coulomb: F = (1/4πε₀)·q₁·q₂/r²; E = F/q; Plattenkondensator E = U/d.

Kondensator: C = Q/U, C = ε₀·ε_r·A/d, W = ½·C·U².

Ohmsches Gesetz U = R·I; Reihenschaltung R_ges = ΣR, Parallelschaltung 1/R_ges = Σ(1/R).

Kirchhoff: Knotenregel ΣI = 0, Maschenregel ΣU = 0.

Leistung P = U·I = I²·R = U²/R.

Lorentzkraft F = q·v·B·sin α, senkrecht auf v und B.

Induktion: U_ind = −n·dΦ/dt, Φ = B·A·cos α; Lenz hemmt die Ursache.

Bewegter Leiter: U_ind = B·l·v.

y(t) = A·sin(ω·t + φ₀), ω = 2π/T = 2π·f.

Federpendel T = 2π·√(m/D); Fadenpendel T = 2π·√(l/g).

Harmonischer Oszillator: F = −D·y, a = −ω²·y.

Energie: E_ges = ½·D·A² = ½·m·v_max².

Wellengleichung c = λ·f; f bleibt beim Medienwechsel konstant.

Interferenz: konstruktiv Δs = k·λ, destruktiv Δs = (k + ½)·λ.

Stehende Welle: Knotenabstand λ/2; festes Ende Knoten, offenes Ende Bauch.

Doppelspalt: d·sin θ = k·λ, a_k = k·λ·L/d für kleine Winkel.

Gedämpft: A(t) = A₀·e^(−δ·t).

Photon: E = h·f = h·c/λ; h ≈ 6,63·10⁻³⁴ J·s, 1 eV ≈ 1,60·10⁻¹⁹ J.

Photoeffekt: E_kin,max = h·f − W_A; Grenzfrequenz f_G = W_A/h.

De Broglie: λ = h/p = h/(m·v); Elektron nach U: λ = h/√(2·m_e·e·U).

Bohr: E_n = −13,6 eV/n²; ΔE = h·f.

Franck-Hertz: Stromminima im Abstand der Anregungsenergie.

Unschärfe: Δx·Δp ≥ h/(4π).

Niveauschema: Pfeil nach unten Emission, nach oben Absorption.

Röntgen: λ_min = h·c/(e·U_B), materialunabhängig.

Kinematik: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t², v² = v₀² + 2·a·s.

Newton: F⃗ = m·a⃗; vektorielle Addition von Kräften.

Gleichgewicht: ΣF⃗ = 0, ΣM = 0; M = F·r·sin α.

Schiefe Ebene: F_H = m·g·sin α, F_N = m·g·cos α, F_R = μ·F_N.

Energie: E_pot = m·g·h, E_kin = ½·m·v², E_spann = ½·D·s².

Impulserhaltung: Σm·v⃗ = konstant ohne äußere Kräfte.

Gravitation: F = G·m₁·m₂/r²; Kreisbahn v = √(G·M/r).

Kreisbewegung: a_z = v²/r = ω²·r, ω = 2π/T.

Coulomb: F = (1/4πε₀)·q₁·q₂/r²; E = F/q; E = U/d im Plattenkondensator.

Kondensator: C = Q/U, C = ε₀·ε_r·A/d, W = ½·C·U².

Ohmsches Gesetz U = R·I; Reihen R_ges = ΣR, parallel 1/R_ges = Σ(1/R).

Kirchhoff: ΣI = 0 am Knoten, ΣU = 0 in der Masche.

Leistung P = U·I = I²·R = U²/R.

Lorentzkraft F = q·v·B·sin α, senkrecht zu v und B.

Induktion U_ind = −n·dΦ/dt mit Φ = B·A·cos α.

Bewegter Leiter: U_ind = B·l·v.

y(t) = A·sin(ω·t + φ₀), ω = 2π/T = 2π·f.

Federpendel T = 2π·√(m/D); Fadenpendel T = 2π·√(l/g).

Harmonischer Oszillator: F = −D·y, a = −ω²·y.

Energie: E_ges = ½·D·A² = ½·m·v_max².

Wellengleichung c = λ·f; f konstant beim Medienwechsel.

Interferenz: konstruktiv Δs = k·λ, destruktiv Δs = (k + ½)·λ.

Stehende Welle: Knotenabstand λ/2; festes Ende Knoten.

Doppelspalt: d·sin θ = k·λ, a_k = k·λ·L/d.

Gedämpft: A(t) = A₀·e^(−δ·t).

Photon: E = h·f = h·c/λ; h ≈ 6,63·10⁻³⁴ J·s, 1 eV ≈ 1,60·10⁻¹⁹ J.

Photoeffekt: E_kin,max = h·f − W_A; Grenzfrequenz f_G = W_A/h.

De Broglie: λ = h/p; Elektron nach U: λ = h/√(2·m_e·e·U).

Bohr: E_n = −13,6 eV/n²; ΔE = h·f.

Franck-Hertz: Stromminima im Abstand der Anregungsenergie.

Unschärfe: Δx·Δp ≥ h/(4π).

Niveauschema: Pfeil nach unten Emission, nach oben Absorption.

Röntgen: λ_min = h·c/(e·U_B), materialunabhängig.