Mecklenburg-Vorpommern Abitur Physics flashcards

32 cards. Read the term and the definition here. The deck at the top of this page is optional.

Gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Bewegung mit konstanter Beschleunigung a; es gelten v = v₀ + a·t und s = v₀·t + ½a·t². Der Term ½a·t² entsteht, weil die Geschwindigkeit linear mit der Zeit wächst.

Zentripetalkraft

Kraft, die einen Körper der Masse m mit Geschwindigkeit v auf einer Kreisbahn vom Radius r hält: F = m·v²/r. Sie zeigt stets zum Kreismittelpunkt und verrichtet keine Arbeit.

Impulserhaltungssatz

In einem abgeschlossenen System bleibt der Gesamtimpus Σm·v zeitlich konstant, auch bei Stößen und Explosionen. Er gilt unabhängig davon, ob der Stoß elastisch oder unelastisch verläuft.

Drittes Keplersches Gesetz

Für alle Körper, die denselben Zentralkörper umlaufen, gilt T²/a³ = 4π²/(G·M). Dabei ist T die Umlaufdauer, a die große Halbachse und M die Masse des Zentralkörpers.

Fluchtgeschwindigkeit

Mindestgeschwindigkeit, um ein Gravitationsfeld ohne weiteren Antrieb zu verlassen: v_F = √(2GM/r). Für die Erdoberfläche ergibt sich etwa 11,2 km/s, unabhängig von der Masse des startenden Körpers.

Elektrische Feldstärke

Vektorielle Größe E = F/q, die die Kraft auf eine Probeladung pro Ladung angibt. Im Plattenkondensator ist das Feld homogen mit E = U/d, außerhalb von Rändern.

Lorentzkraft

Kraft auf bewegte Ladungen im Magnetfeld: F = q·v·B·sin α, mit α als Winkel zwischen Geschwindigkeit und Feld. Sie steht senkrecht auf v und B und ändert nur die Richtung, nicht den Betrag der Geschwindigkeit.

Induktionsgesetz

Jede Änderung des magnetischen Flusses Φ durch eine Leiterschleife erzeugt eine Induktionsspannung U = −N·dΦ/dt. Das Minuszeichen beschreibt die Lenzsche Regel: der Induktionsstrom wirkt der Flussänderung entgegen.

Thomsonsche Schwingungsformel

Periodendauer eines elektromagnetischen Schwingkreises: T = 2π·√(L·C). Sie ergibt sich aus dem Wechselspiel von Spule und Kondensator, deren Energie periodisch ineinander übergeht.

Effektivwert

Quadratischer Mittelwert einer sinusförmigen Wechselgröße: U_eff = Û/√2. Eine Glühlampe leuchtet an Wechselspannung mit diesem Effektivwert gleich hell wie an einer entsprechenden Gleichspannung.

Fadenpendel

Für kleine Auslenkungen schwingt ein Pendel der Länge l harmonisch mit T = 2π·√(l/g). Die Periodendauer hängt nicht von der Masse und bei kleinen Amplituden auch nicht von der Auslenkung ab.

Resonanz

Erregerfrequenz nahe der Eigenfrequenz eines schwingfähigen Systems führt zu großer Amplitude. Reibung begrenzt die Amplitude; bei starker Dämpfung verschwindet das ausgeprägte Resonanzmaximum.

Gangunterschied

Wegunterschied zweier Wellen bis zum Überlagerungspunkt. Verstärkung bei Δs = k·λ mit ganzzahligem k, Auslöschung bei Δs = (k+½)·λ. Er bestimmt Interferenzmuster von Doppelspalt und Gitter.

Stehende Welle

Überlagerung zweier gegenläufiger Wellen gleicher Frequenz und Amplitude. Es entstehen ortsfeste Knoten und Bäuche; der Abstand benachbarter Knoten beträgt λ/2, die Welle transportiert keine Energie.

Dopplereffekt

Änderung der wahrgenommenen Frequenz, wenn sich Quelle und Beobachter relativ zueinander bewegen. Bei Annäherung steigt die Frequenz, bei Entfernung sinkt sie; die Formel hängt vom Medium ab.

Beugung am Einzelspalt

Licht der Wellenlänge λ fällt auf einen Spalt der Breite b. Minima entstehen bei b·sin α_k = k·λ mit k ≠ 0. Je schmaler der Spalt, desto breiter wird das Beugungsmuster.

Gittergleichung

Für ein optisches Gitter mit Gitterkonstante d liegen die Hauptmaxima bei d·sin α_k = k·λ. Mit größerer Ordnung k wächst der Beugungswinkel; das Spektrum wird bei k = 0 nicht aufgefächert.

Totalreflexion

Beim Übergang von optisch dichterem zu dünnerem Medium wird Licht oberhalb des Grenzwinkels vollständig reflektiert. Es gilt sin α_G = n₂/n₁; Voraussetzung ist n₁ > n₂.

Fotoeffekt

Licht löst Elektronen aus Metall, wenn die Photonenenergie h·f die Austrittsarbeit W_A übersteigt. Es gilt E_kin,max = h·f − W_A; unterhalb der Grenzfrequenz tritt kein Effekt auf, unabhängig von der Intensität.

Compton-Effekt

Röntgenphotonen, die an Elektronen streuen, verlieren energieabhängig vom Streuwinkel an Energie; die Wellenlänge nimmt zu: Δλ = (h/(m_e·c))·(1 − cos θ). Das stützt das Photonenmodell.

De-Broglie-Wellenlänge

Jedem Teilchen mit Impuls p ist eine Materiewelle der Wellenlänge λ = h/p zugeordnet. Für Elektronen nach Beschleunigung mit Spannung U gilt λ = h/√(2·m_e·e·U).

Heisenbergsche Unschärferelation

Ort und Impuls eines Teilchens können nicht gleichzeitig beliebig genau festgelegt werden: Δx·Δp ≥ h/(4π). Das ist keine Messungenauigkeit, sondern eine Eigenschaft quantenmechanischer Zustände.

Bohrsches Atommodell

Elektronen bewegen sich auf diskreten Bahnen mit Drehimpuls n·h/(2π) um den Kern. Die Energieniveaus des Wasserstoffs sind E_n = −13,6 eV/n²; Übergänge erzeugen diskrete Spektrallinien.

Pauli-Prinzip

In einem Atom dürfen zwei Elektronen nicht in allen Quantenzahlen übereinstimmen. Daraus folgt die Besetzung der Schalen mit maximal 2n² Elektronen und die Struktur des Periodensystems.

Massendefekt

Die Masse eines Atomkerns ist kleiner als die Summe der Massen seiner Nukleonen. Die Differenz Δm entspricht nach E = Δm·c² der Bindungsenergie, die den Kern zusammenhält.

Halbwertszeit

Zeit, in der die Hälfte der radioaktiven Kerne zerfallen ist: T₁/₂ = ln 2/λ. Nach n Halbwertszeiten verbleibt der Anteil (½)ⁿ der Ausgangskerne; die Aktivität sinkt ebenso exponentiell.

Beta-Minus-Zerfall

Ein Neutron des Kerns wandelt sich in ein Proton um und sendet ein Elektron sowie ein Antineutrino aus. Die Ordnungszahl steigt um eins, die Massenzahl bleibt gleich; das Elektronenspektrum ist kontinuierlich.

Äquivalentdosis

Maß für die biologische Wirkung ionisierender Strahlung: H = q·D, Einheit Sievert. Der Wichtungsfaktor q ist für α-Strahlung etwa 20, für β- und γ-Strahlung etwa 1.

Kritische Masse

Kleinste Masse spaltbaren Materials, bei der eine Kettenreaktion aufrechterhalten wird. Sie hängt von Form, Anreicherung und Moderation ab; eine Kugelform minimiert die Oberflächenverluste von Neutronen.

Zeitdilatation

Eine relativ zu einem Beobachter bewegte Uhr geht langsamer: Δt = γ·Δt₀ mit γ = 1/√(1 − v²/c²). Die Eigenzeit Δt₀ wird im Ruhsystem der Uhr gemessen.

Längenkontraktion

Ein mit Geschwindigkeit v bewegter Körper erscheint in Bewegungsrichtung verkürzt: l = l₀/γ. Senkrecht zur Bewegung bleiben Längen unverändert; im Ruhsystem des Körpers misst man die Eigenlänge l₀.

Ruheenergie

Energie, die ein Körper allein aufgrund seiner Masse besitzt: E₀ = m·c². Sie wird bei Kernreaktionen teilweise frei, wobei der Massendefekt direkt der freiwerdenden Energie entspricht.