Elektromagnetismus

  1. Elektromagnetische Induktion
    Elektromagnetische Induktion
    Elektromagnetische Induktion
    ... Phänomens ist die Entstehung von elektrischen Feldern durch Änderung von Magnetfeldern ohne im Raum vorkommender elektrischer Ladungen. Daraus ergibt sich die Vermutung, dass es eine intrinsische Beziehung zwischen Magnetfeldern und elektrischen Feldern geben muss. Tatsächlich konnte der theoretische Physiker J.C. Maxwell seine berühmten Maxwellschen Gleichungen ableiten, die einen solchen Zusammenhang aufzeigen und gleichzeitig mit den Experimenten übereinstimmen. Motivation Bevor wir ...
  2. Induktion- Magnetischer Fluss
    Elektromagnetische Induktion > Induktion- Magnetischer Fluss
    Induktion- Magnetischer Fluss
    ... einer Leiterschleife, die sich in einem Magnetfeld befindet, kann eine Spannung erzeugt (induziert) werden, wenn die Leiterschleife im Magnetfeld gedreht wird, die vom Magnetfeld durchdrungene Fläche $A$ der Leiterschleife verändert wird In beiden Fällen ändert sich die Zahl der magnetischen Feldlinien, die durch die Leiterschleife dringen. Offensichtlich führt diese Änderung zur Induktion einer Spannung. Eine ähnliche Beobachtung würden wir machen, wenn wir die Leiterschleife ...
  3. Induktionsspannung- Induktionsgesetz
    Elektromagnetische Induktion > Induktion- Magnetischer Fluss > Induktionsspannung- Induktionsgesetz
    Induktionsspannung- Induktionsgesetz
    ... Flusses in einem Spezialfall (Magnetfeld $\vec{B}$ steht senkrecht auf der Fläche $A$) In diesem Spezialfall haben wir den magnetischen Fluss $\Phi$ bereits berechnet und die Formel ist $\Phi=B\cdot A$. Dann lautet die Ableitung $\frac{d}{dt}\Phi=\frac{dB}{dt}A+B\frac{dA}{dt}$, was man einfach nach der Produktregel der Analysis erhält. Ganz besonders einfach wird die Formel, wenn das Magnetfeld oder die Fläche $A$, die vom Magnetfeld durchsetzt wird, zeitlich konstant ist. Betrachten ...
  4. Induktionsstrom- Lenzsche Regel
    Elektromagnetische Induktion > Induktion- Magnetischer Fluss > Induktionsstrom- Lenzsche Regel
    Induktionsstrom- Lenzsche Regel
    ... Induktionsstrom $I$ erzeugt selbst ein Magnetfeld $B_{ind}$. Richtung des Induktionsstroms Zur Untersuchung des Problems macht man am besten eine Fallunterscheidung. Folgende Beobachtungen resultieren. Fall I: Zunahme des magnetischen Flusses Lenzsche Regel- Zunahme des magnetischen Flusses Nimmt der magnetische Fluss $\Phi$ zeitlich zu, so wird ein Strom $I$ induziert, dessen Magnetfeld $B_{ind}$ dem ursprünglichen Magnetfeld entgegengesetzt sein muss. Fall II: Abnahme des magnetischen ...
  5. Anwendungsprobleme zur Induktion
    Elektromagnetische Induktion > Induktion- Magnetischer Fluss > Anwendungsprobleme zur Induktion
    Anwendungsprobleme zur Induktion
    ... $\vec{B}$ zeitliche Änderung der vom Magnetfeld durchzogenen Fläche $A$ der Leiterschleife Leiterschleife: Induktion durch zeitliche Änderung der Fläche A Leiterschleife im homogenen Magnetfeld Wir betrachten als Beispiel eine Leiterschleife, die sich mit der Geschwindigkeit $v$ durch ein homogenes Magnetfeld bewegt. (siehe Bild) Da die Leiterfläche senkrecht zum Magnetfeld steht, ist der magnetische Fluss $\Phi$ schlicht $\Phi=B\cdot A(t)$ Das Magnetfeld bleibt zeitlich ...
  6. Selbstinduktion
    Elektromagnetische Induktion > Selbstinduktion
    Selbstinduktion
    ... Flusses durch ein von außen wirkendes Magnetfeld in einer Spule eine Spannung induziert. Ein-und Ausschaltvorgang des Spulenstroms Doch wie sieht es nun mit dem Magnetfeld der Spule selbst aus? Das Magnetfeld der Spule durchflutet ja die Spule selbst und sorgt für einen magnetischen Fluss. Eine Änderung der Spulen- Stromstärke führt zunächst zu einer Änderung der Magnetfeldstärke und damit zu einer magnetischen Flussänderung in der Spule.  Die wesentliche Frage ist also: Ist ...
  7. Energie des magnetischen Feldes
    Elektromagnetische Induktion > Energie des magnetischen Feldes
    Es zeigt sich, dass im Magnetfeld der Spule eine bestimmte Energie gespeichert ist. Wir wollen nun eine Formel für die Energie $W_{mag}$ des magnetischen Feldes der Spule bestimmen.  Die folgende Herleitung dient lediglich der Vollständigkeit; muss von Dir im Abitur aber im Detail nicht wiedergegeben werden. Herleitung Man beachte zunächst die allgemeine Definition der Leistung $P=\frac{dW}{dt}=\dot W$ In Stromkreisen ist bekanntlich die Leistung das Produkt aus Spannung und Stromstärke. $P=U\cdot ...
  8. Schwingungen und Wellen - Grundlagen
    Schwingungen und Wellen - Grundlagen
    ... genau, dass das magnetische und elektrische Feld eng zusammenhängen. Dabei stellt sich die Frage, ob bei diesem Zusammenhang die sogenannten Phänomene von Schwingungen und Wellen auftreten, wie man sie aus der Mechanik kennt. Schwingungen und Wellen bilden ein allgegenwärtiges Thema der Physik, das bis zu den modernsten Theorien und Modellen der Physik reicht. Daher ist es unversichtbar, die Grundlagen dieses Gebiets so genau wie möglich zu verstehen. Dieses Kapitel dient der Darstellung ...
  9. Elektromagnetischer Schwingkreis
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    Elektromagnetische Schwingungen > Elektromagnetischer Schwingkreis
    Elektromagnetischer Schwingkreis
    ... aufgeladen. Es herrscht ein elektrisches Feld zwischen den Kondensatorplatten. Die Spannung $U$ ist maximal. Die gesamte Energie des Schwingkreises ist im elektrischen Feld gespeichert. ($t=0$) Nun entlädt sich der Kondensator und die elektrische Feldenergie führt dazu, dass ein Strom $I$ durch die Spule fließt. (Die Elektronen werden zur positiv geladenen Kondensatorplatte getrieben.) Der Strom erzeugt in der Spule ein Magnetfeld. Ist der Kondensator vollständig entladen, so wird die ...
  10. Energieerhaltung
    Elektromagnetische Schwingungen > Elektromagnetischer Schwingkreis > Energieerhaltung
    Energieerhaltung
    ... erinnere sich nun daran, dass die elektrische Feldenergie $W_{el}$ des Kondensators $W_{el}=\frac{1}{2}CU^2$ ist. Die magnetische Feldenergie $W_{mag}$ der Spule lautet $W_{mag}=\frac{1}{2}LI^2$. Die obigen Formeln für Spannung und Stromstärke setzen wir nun ein: $W_{el}=\frac{1}{2}CU^2=\frac{1}{2}CU_{max}^2\cos^2{\omega t}$ $W_{mag}=\frac{1}{2}LI^2=\frac{1}{2}LI_{max}^2\sin^2{\omega t}$ Gesamtenergie Die gesamte Energie $W$ im Schwingkreis ist nun die Summe aus $W_{el}$ und $W_{mag}$; ...
  11. Hertzscher Dipol
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    Elektromagnetische Wellen > Hertzscher Dipol
    Hertzscher Dipol
    ... entstehenden magnetischen und elektrischen Felder zeitlich oszillieren. Doch dabei sind diese Wechselfelder auf Spule und Kondensator im Schwingkreis beschränkt. Um elektromagnetische Signale in den Raum zu übertragen, benötigt man eine elektromagnetische Welle. Denn nach unserem Grundlagenwissen breiten sich gerade Wellen und somit auch elektromagnetische Wellen kontinuierlich im Raum aus. Eine Möglichkeit zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen bildet der Hertzsche Dipol. Wir werden ...
  12. Feldverteilungen am Dipol
    Elektromagnetische Wellen > Hertzscher Dipol > Feldverteilungen am Dipol
    Feldverteilungen am Dipol
    ... wollen wir uns die Verteilungen der E- und B- Felder am Dipol anschauen. Im Prinzip ist der Schwingungsprozess der Elektronen im Dipol analog zu dem eines Schwingkreises, wie man auch an der Zeichnung erkennt. Lediglich die geometrische Form der E-und B-Felder ist eine andere, da man ja auch die geometrische Form des Schwingkreises durch Verformung zu einem Dipol geändert hat. Wie man erkennt findet nach einem Viertel der Periodendauer jeweils ein Auf- bzw. Abbau des E- bzw. B-Feldes am Dipol. (Die ...
  13. Wellenausbreitung eines strahlenden Dipols
    Elektromagnetische Wellen > Hertzscher Dipol > Wellenausbreitung eines strahlenden Dipols
    Wellenausbreitung eines strahlenden Dipols
    ... Frage stellen, ob die zuvor gezeigten E- und B-Felder nur lokal um den Dipol vorfindbar sind. Tatsächlich lassen sich die entsprechenden elektrischen und magnetischen Felder weit im Raum nachweisen. Ausbreitung einer elektromagnetischen Welle Das sich hochfrequent ändernde elektrische Feld ist von kreisförmig um den Dipol verlaufenden magnetischen Feldlinien umgeben. Die Magnetfelder ihrerseits ändern sich mit gleicher Frequenz und sind in der dargestellten Weise von elektrischen Feldern ...
  14. Eigenschaften elektromagnetischer Wellen
    Elektromagnetische Wellen > Eigenschaften elektromagnetischer Wellen
    ... und sehr große Wellenlängen (Wechselfelder, hertzsche Wellen). Einen Ausschnitt des elektromagnetischen Spektrums zeigt folgende Tabelle: Frequenz Wellenlänge Anwendung/ Vorkommen Hertzsche Langwelle 30-300 kHz 10-1 km Radio & Funk Mikrowelle (UHF) 300-3000 MHz 1-0,1 m Mobil- & Satellitenfunk, "Mikrowellen" Infrarotlicht (IR) $3\cdot 10^{11}$- $3,9\cdot 10^{14}$Hz 1mm- 0,77$\mu$m Fernbedienungen, Wärme sichtbares ...
  15. Polarisation
    Elektromagnetische Wellen > Eigenschaften elektromagnetischer Wellen > Polarisation
    Polarisation
    ... lässt sich verstehen, wenn man die elektrische Feldkomponente $\vec{E}$ der Welle eines Hertz-Dipols betrachtet. Dazu kann man einige recht einfache Experimente durchführen. Linear polarisierte Dipol-Welle Man nimmt ein System aus 2 Dipolen (Sender und Empfänger). Der Sender wird senkrecht aufgestellt. In einem gewissen Abstand vom Sendedipol wird der Empfangsdipol parallel dazu positioniert. Der Empfangsdipol kann nun um die Verbindungslinie zwischen beiden Dipolen gedreht werden. Experiment: ...
Elektromagnetismus
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Ladungen und Felder

  1. Feldkonzept- allgemeiner Überblick
    Feldkonzept- allgemeiner Überblick
    Der Begriff des Feldes mag dem Leser aus anderen Zusammenhängen bekannt sein. Um jedoch wissenschaftlich präzise arbeiten zu können, muss man den Unterschied zwischen dem umgangssprachlichen Begriff und dem physikalischen Begriff des Feldes deutlich herausarbeiten. Von solchen physikalischen Feldern sind wir stets umgeben; dazu gehören zum Beispiel das Temperaturfeld und das Druckfeld, die man auf meteorologischen Wetterkarten findet. Ein weiteres bekanntes Feld ist das Erdmagnetfeld. Allen ...
  2. Skalarfeld
    Feldkonzept- allgemeiner Überblick > Skalarfeld
    Skalarfeld
    Wir haben zuvor definiert, was ein Skalarfeld ist: Es handelt sich im Prinzip um eine Abbildung, die jedem Raum- und Zeitpunkt eine skalare Größe zuordnet. Wo finden sich nun Beispiele solcher Skalarfelder in der Realität? Beispiel aus dem Alltag  Auf meteorologischen Wetterkarten finden sich Beispiele für Skalarfelder. Druckfeld Betrachtet man den Luftdruck auf der Erdoberfläche, so handelt es sich um eine skalare Größe, denn er wird mit Hilfe einer Zahl (eines Skalars), dem Wert ...
  3. Elektrische Ladungen und Felder
    Elektrische Ladungen und Felder
    Elektrische Ladungen und Felder
    Dabei konzentrieren wir uns auf sogenannte Kraftfelder, zu denen elektrische Felder gehören. Dazu kann man folgende Definition angeben: Ein Kraftfeld lässt sich durch eine Größe (Vektor) in Abhängigkeit von Raum und Zeit beschreiben, die man als Feldstärke bezeichnet. Jenes Kraftfeld führt dann dazu, dass ein entsprechender Probekörper im Raum eine Kraft verspürt. Die zum elektrischen Feld gehörige elektrische Feldstärke wird per Konvention mit $\vec{E}$ bezeichnet. Es zeigt sich, ...
  4. Elektrische Feldkonfigurationen
    Elektrische Ladungen und Felder > Elektrische Feldkonfigurationen
    Da das elektrische Feld durch einen Vektor $\vec{E}$ beschrieben wird, hat es bekanntlich sowohl einen Betrag als auch eine Richtung. Zwei besonders relevante Feldkonfigurationen wollen wir in den folgenden Abschnitten betrachten; es handelt sich um das radialsymmetrische und das homogene elektrische Feld. Aufgrund des vektoriellen Charakters der Feldgröße lassen sich Feldlinienbilder skizzieren, die einen Eindruck vom Verlauf des Feldes vermitteln. Durch diese Betrachtung lässt sich auch die ...
  5. Radialsymmetrisches Feld
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    Elektrische Ladungen und Felder > Elektrische Feldkonfigurationen > Radialsymmetrisches Feld
    Radialsymmetrisches Feld
    ... der Kraft $\vec{F}$ und dem elektrischen Feld bzw. der elektrischen Feldstärke $\vec{E}$ hatten wir ja die Beziehung $\vec{F}=q\vec{E}$ festgestellt, wobei $q$ als Probeladung aufgefasst wurde. Daher ist das aus dem Coulombschen Gesetz resultierende elektrische Feld durch $\vec{E}=\frac{1}{q}\vec{F}=\frac{Q}{4\pi\epsilon r^2}\vec{e}_{r}$ gegeben. Betrachtet man das obige elektrische Feld $\vec{E}$ genauer, so stellt man folgendes fest: Wäre die Ladung $Q$ gleich Null, so würde auch ...
  6. Homogenes Feld
    Elektrische Ladungen und Felder > Elektrische Feldkonfigurationen > Homogenes Feld
    Kommen wir nun zu dem homogenen elektrischen Feld, welches eine noch einfachere Konfiguration als das radialsymmetrische Feld besitzt. Es wird sich zeigen, dass das homogene elektrische Feld in allen Punkten des Raumes eine konstante Richtung und einen konstanten Betrag besitzt. Es ist somit das einfachste denkbare elektrische Feld. Es stellt sich die Frage: Wie lässt sich das homogene elektrische Feld im Experiment realisieren? Betrachten wir dazu zwei hinreichend große entgegengesetzt geladene ...
  7. Arbeit im elektrischen Feld
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    Elektrische Ladungen und Felder > Arbeit im elektrischen Feld
    ... befördert. Man sagt auch, dass das elektrische Feld am Körper eine Arbeit verrichtet. Die dabei wirkende elektrische Kraft ist $\vec{F}=q\vec{E}$ und laut unserer Ergebnisse in Richtung und Betrag aufgrund der Homogenität des elektrischen Feldes konstant. Da die Punktladung in Feldrichtung bewegt wird, zeigen Weg- und Kraftvektor in die gleiche Richtung. Der durchlaufene Weg ist natürlich gleich $d$. Damit erhält man: $W=F\cdot d=qE\cdot d$ Das einfache Beispiel zeigt, dass geladene Körper ...
  8. Eigenschaften des elektrischen Feldes
    Elektrische Ladungen und Felder > Eigenschaften des elektrischen Feldes
    Eigenschaften des elektrischen Feldes
    Nach der Darstellung einiger Feldkonfigurationen ist es nun möglich, einige allgemeine Eigenschaften von elektrischen Feldern zu konstatieren. Die elektrische Kraft $\vec{F}$ wirkt aufgrund des Kraftgesetzes $\vec{F}=q\vec{E}$ stets parallel oder antiparallel zur Feldrichtung von $\vec{E}$, abhängig davon ob die Ladung $q$ positiv oder negativ ist. Aufgrund der Existenz von positiven und negativen Ladungen, die als Ursache elektrischer Felder zu verstehen sind, besitzen elektrische Felder eine ...
  9. Elektrische Ströme und magnetische Felder
    Elektrische Ströme und magnetische Felder
    Elektrische Ströme und magnetische Felder
    Neben den besprochenen elektrischen Feldern gibt es noch sogenannte magnetische Felder. Von der Existenz solcher Felder überzeugt man sich, wenn man sich die Ausrichtung von Kompassnadeln in der Umgebung stromdurchflossener Leiter betrachtet. Wie man experimentell nachweisen kann, treten Kräfte auf, deren Richtung sich von der Richtung elektrischer Kräfte unterscheiden. Daneben besitzen diese (neuen) magnetischen Felder weitere Eigenschaften, die sie von elektrischen Feldern unterscheiden. Diese ...
  10. Magnetische Feldkonfigurationen
    Elektrische Ströme und magnetische Felder > Magnetische Feldkonfigurationen
    Magnetische Feldkonfigurationen
    Es erwies sich, dass elektrische Felder von Ladungen erzeugt werden. Es liegt nun nah zu vermuten, dass magnetische Felder durch bewegte Ladungen bzw. Ströme erzeugt werden. Dies ist mit zahlreichen Beobachtungen konsistent; unter anderem mit der Beobachtung, dass eine Kompassnadel in der Umgebung eines stromdurchflossenen Leiters eine Kraftwirkung erfährt. Trotz dieser Analogie bzw. des Zusammenhangs zwischen elektrischem und magnetischem Feld muss man aufpassen, wenn es um die Feldkonfigurationen ...
  11. Bewegungen von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern
    Bewegungen von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern
    ... So werden beispielsweise elektromagnetische Felder in Teilchenbeschleunigern gezielt eingesetzt, um Teilchen für experimentelle Zwecke zur Kollision zu bringen. Daneben lassen sich elektrische und magnetische Felder dazu nutzen, um Partikel nach ihrer Masse aufzutrennen. Man bezeichnet diese Auftrennung auch als Massenspektroskopie. Ein berühmtes Beispiel für den Einsatz von elektromagnetischen Feldern in der Technik ist sicherlich die Braunsche Röhre, die am Beginn der modernen Fernsehtechnik ...
  12. Braunsche Röhre
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    Bewegungen von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern > Braunsche Röhre
    Braunsche Röhre
    ... $U_{y}$ an, so entsteht ein elektrisches Feld, das ebenfalls vertikal ausgerichtet ist (Prinzip eines Plattenkondensators). Dadurch wird der Elektronenstrahl in vertikaler Richtung abgelenkt. Nach dem gleichen Prinzip lässt sich nun der Elektronenstrahl mit Hilfe des horizontal angeordneten Plattenpaares in horizontaler Richtung ablenken. Dadurch muss man lediglich eine Spannung $U_{x}$ an dem horizontalen Plattenpaar anlegen. Der auf diese Weise abgelenkte Elektronenstrahl trifft nun ...
  13. Wien-Filter
    Bewegungen von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern > Wien-Filter
    Wien-Filter
    ... Der Teilchenstrom wird durch das elektrische Feld eines Plattenkondensators geschickt, der selbst von einem dazu senkrecht anliegenden homogenen Magnetfeld durchzogen wird. Die Richtung der Teilchen, das elektrische Feld sowie das Magnetfeld sind paarweise senkrecht zueinander. Auf jedes Teilchen wirkt demzufolge eine elektrische Kraft $F_e$ und die vom Magnetfeld hervorgerufene Lorentzkraft $F_L$. Ist eine der beiden Kräft größer als die andere, so bewegen sich die Teilchen auf einer gekrümmten ...
Ladungen und Felder
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Atomphysik und Kernphysik

  1. Diskrete Bahnradien
    Atommodelle > Bohrsches Atommodell > Diskrete Bahnradien
    ... auch Kap. Ladungen und Felder). Bahnradien $r_n$ Berechnung Das Kräftegleichgewicht auf der n-ten Bohrschen Bahn bedeutet, dass die Coulombkraft betraglich gleich der Zentrifugalkraft ist. $\frac{m_ev^2_n}{r_n}=\frac{Ze^2}{4\pi\epsilon_0r^2_n}$ Kräftegleichgewicht, woraus man durch Umformung nach $r_n$ zu folgender Gleichung gelangt $r_n=\frac{Ze^2}{4\pi\epsilon_0m_ev^2_n}$. Als weitere Gleichung benötigt man das 1. Bohrsche Postulat. $m_ev_nr_n=n\hbar=n\frac{h}{2\pi}$ ...
  2. Diskrete Energiezustände
    Atommodelle > Bohrsches Atommodell > Diskrete Energiezustände
    ... und seiner potentiellen Energie im Coulombfeld des Kerns. $E_n=E_{kin,n}+E_{pot,n}$ Wir müssen nun einen Weg finden, um die Summanden im obigen Ausdruck in Abhängigkeit von $n$ zu bestimmen. Für die kinetische Energie kennen wir den allgemeinen Ausdruck aus der Mechanik. $E_{kin,n}=\frac{1}{2}m_ev^2_n$ Nun besteht der nächste Schritt darin, die Bahngeschwindigkeit $v_n$ in Abhängigkeit von $n$ zu bestimmen. Dies geschieht prinzipiell auf die gleiche Weise wie die Bestimmung ...
  3. α-Zerfall
    Kernphysik 1 > Radioaktivität > α-Zerfall
    α-Zerfall
    ... Blatt Papier abschirmen. Ablenkung in Magnetfeldern: Es gibt eine (geringe) Ablenkung in Magnetfeldern. Energiespektrum: $\alpha$-Teilchen von einem Nuklid weisen die gleiche (diskrete) Energie auf.
  4. β-Zerfall
    Kernphysik 1 > Radioaktivität > β-Zerfall
    β-Zerfall
    ... Aluminium) abschirmen. Ablenkung in Magnetfeldern: Es gibt eine starke Ablenkung in Magnetfeldern. Energiespektrum: Die Elektronen weisen ein kontinuierliches Spektrum auf. Es kommen also alle möglichen Energien vor. Für fortgeschrittene Kursteilnehmer sei hier noch eine Bemerkung zum $\beta^{+}$-Zerfall gegeben. Ergänzung- $\beta^{+}$-Zerfall Es kann insbesondere bei Kernen mit einem Protonenüberschuss dazu kommen, dass sich Protonen in Neutronen umwandeln. Die Reaktionsgleichung ...
  5. γ-Zerfall
    Kernphysik 1 > Radioaktivität > γ-Zerfall
    γ-Zerfall
    ... sehr durchdringungsfähig. Ablenkung in Magnetfeldern: Es gibt keine Ablenkung (da Photonen keine elektrische Ladung tragen). Energiespektrum: $\gamma$-Strahlung eines (radioaktiven) Nuklids weist verschiedene diskrete Energien auf. Das Video wird geladen ...
  6. Kernfusion
    Kernphysik 2 > Anwendung: Nutzung der Kernenergie > Kernfusion
    Kernfusion
    ... Man versucht daher das Plasma durch Magnetfelder einzuschließen. Dies kann man aber heutzutage noch nicht über hinreichend lange Zeitintervalle erreichen. In diesem Video gehen wir auf eine typische Aufgabe zum Fusionsreaktor ein: Das Video wird geladen ...
Atomphysik und Kernphysik
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Evolution

  1. Aufgabenfeld der Evolutionsforschung
    Was ist Evolution? > Biodiversität > Aufgabenfeld der Evolutionsforschung
    ... auf. Folgende Fragen umreißen die Aufgabenfelder der einzelnen Forschungsgebiete: Evolutionsforschung sucht Mechanismen, wie sich Arten verändern bzw. neu entstehen. Evolutionsforschung versucht, den tatsächlichen Ablauf der Evolution aus historischer Sicht aufzudecken. Ökologie beschreibt den Haushalt der Natur und die Umweltfaktoren bzw. den Einfluss der Umweltfaktoren, die eine Art benötigt, um zu überleben. Sowohl Ökologie als auch Evolution betrachten Lebewesen, ihre ...
  2. Geschwindigkeit der Evolution
    Belege der Evolution > Fossilien: paläontologische Hinweise > Geschwindigkeit der Evolution
    ... Vorkommen Kalium: Mineralien wie Glimmer, Feldspate und Hornblenden 14C oder Radiokarbonmethode Die Radiokarbonmethode wird vorwiegend zur Altersbestimmung von organischen Materialien verwendet. Der Anwendungszeitraum liegt zwischen 300 – 60.000 Jahren. Organisches Material (z.B. ein Mammut, das im Eis tiefgefroren war) besteht aus Kohlenstoff. Während der Lebensdauer eines Organismus nimmt dieser (neben 12C und 13C auch) 14C auf. Die Konzentration von 14C in der Atmosphäre ist hierbei ...
  3. Evolution des Menschen
    Evolution des Menschen
    ... gut entwickelt. Eine Überlappung der Sehfelder ermöglicht ihnen ein hervorragendes räumliches Sehen. eine niedrige Fortpflanzungsrate eine hohe Lebenserwartung eine aufwendige und lange Brutpflege, die Jungtiere sind aktive oder passive Traglinge Plattnägel (statt Krallen) Greifhände oder –füße, die auf das Leben in Bäumen optimiert sind. Die Daumen sind den anderen Fingern gegenüberliegend angeordnet. eine verkürzte, kleinere Mundpartie
  4. Literatur
    Evolution des Menschen > Zusammenfassung: Evolution des Menschen > Literatur
    ... 10. Mai 2004; Harvard University Hausfeld & Schulenberg (Herausgeber): BIOskop, 2010 Westermann Weber, U. (Herausgeber): Biologie Oberstufe, 2010 Cornelsen Verlag Li & Graur: Fundamentals in Molecular Evolution, 1991 Sinauer Associates, Inc. USA Page & Holmes: Molecular Evolution A phylogenetic Approach, 1998 Blackwell Science Berg, Tymoczko & Stryer, Lubert: Biochemie, 2007 Springer Verlag Hoff, Miram & Paul: Evolution, grüne Reihe; 1999 Schroedel Verlag Knoll, ...
Evolution
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Organische Chemie

  1. Orbitalmodell
    Grundlagen der Kohlenstoffchemie > Orbitalmodell
    Orbitalmodell
    ... räumliche Ausrichtung der Unterschale im Magnetfeld, Werte: -1, 0, +1... Spinquantenzahl, s,kann den Wert+1/2 oder -1/2 annehmen, je nach Drehrichtung des Elektrons Überblick: Schale n Unterschale l Magnet-quantenzahl ml Unterschalenbezeichnung Anzahl der Orbitale pro Unterschale l 1 0 0 1s 1 2 0 0 2s 1 1 +1,0,-1 2p (x,y,z) 3 3 0 0 3s 1 1 +1,0,-1 3p ...
  2. Farbstoffe und Farbigkeit
    Farbstoffe und Farbigkeit
    ... strukturlos erscheinenden Teiles des Gesichtsfeldes, durch die sich dieser Teil bei einäugiger Beobachtung mit unbewegtem Auge von einem gleichzeitig gesehenen, ebenfalls strukturlosen angrenzenden Bezirk allein unterscheiden kann.“ (DIN 5033) Ok... aber wie schaffen es aber Substanzen überhaupt farbig zu erscheinen? Davon soll u.a. das folgende Kapitel handeln.
  3. Palmöl
    Naturstoffchemie > Fette > Palmöl
    ... Pflanze, da sie pro Hektar (ca. 1,4 Fußballfelder) 4 bis 6t Öl produziert, der bei uns angebaute Raps aber nur ca. 2t. Dabei ist die Nutzung im gegenwärtigen industriellen Maße nicht unumstritten. Zum einen werden zum Anbau von großen Ölpalmen – Monokulturen massiv Regenwälder abgeholzt, zum anderen steht dieser industriellen Nutzung die Gewinnung von Kokosöl durch Kleinbauern entgegen, die sich gegen diese Konkurrenz kaum behaupten können. Palmöl/Palmfett wird gerne mit Kokosöl/fett ...
  4. Säure-Base-Verhalten
    Naturstoffchemie > Eiweiße > Aminosäuren = Grundbaustein der Proteine > Säure-Base-Verhalten
    Säure-Base-Verhalten
    ... unter geeigneten Bedingungen ein elektrisches Feld angelegt, wandern diese AS nicht, AS-Gemische lassen sich so trennen.    
Organische Chemie
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Relativitätstheorie

  1. Lorentz-Transformationen
    Relativistische Kinematik > Lorentz-Transformationen
    Lorentz-Transformationen
    Mit Hilfe der gewonnenen Erkenntnis über die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit können wir nun versuchen, das relativistische Analogon zu den sogenannten Galilei-Transformationen der klassischen Physik zu finden. Es bewege sich dazu das System $S^{'}$ mit der konstanten Geschwindigkeit $v$ in positive $x$-Richtung relativ zum System $S$. Für die anderen beiden Koordinaten gelte zur Vereinfachung der Herleitung $y^{'}=y, \quad z^{'}=z$. Es soll nun die Transformationsformel für $x^{'}$ im Inertialsystem ...
  2. Geschwindigkeitsabhängigkeit der Masse
    Relativistische Dynamik > Geschwindigkeitsabhängigkeit der Masse
    Geschwindigkeitsabhängigkeit der Masse
    ... Zum angelegten homogenen elektrischen Feld $\vec{E}$ wird ein dazu senkrecht stehendes ebenfalls homogenes Magnetfeld $\vec{B}$ erzeugt. Die so konstruierte Anordnung fungiert als Geschwindigkeitsfilter für die Elektronen, wodurch die Geschwindigkeit der aus dem Kondensator austretenden Elektronen festgelegt wird. Die Bedingung für unabgelenkt austretende Elektronen muss lauten: $F_e=F_L$, worin $F_e$ die elektrische Kraft und $F_L$ die Lorentz-Kraft bezeichnen. Diese Elektronen gelangen ...
  3. Relativistische Energie
    Relativistische Dynamik > Relativistische Messgrößen > Relativistische Energie
    ... Formel einzusetzen. Im Kapitel Ladungen und Felder, Abschnitt Energie im elektrischen Feld hatten wir eine allgemeine Integralformel für die Arbeit und Energie kennengelernt. Demnach kann die kinetische Energie $E_{kin}$, die ein Körper entlang eines Weges der Länge $s$ auf der $x$-Achse erhält, wie folgt berechnet werden $E_{kin}=\int_0^s F\,dx$. Setzen wir nun die obige Formel für die Kraft in dieses Integral ein, so bekommen wir den Ausdruck $E_{kin}=\int_{0}^{s} \frac{dp}{dt}\,dx$. Die ...
Relativitätstheorie
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Quanteneffekte & Struktur der Materie

  1. Einfluss der Lichtfrequenz und Lichtintensität
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    Entwicklung der Quantentheorie > Photoeffekt > Qualitative Experimente zum Photoeffekt > Einfluss der Lichtfrequenz und Lichtintensität
    ... experimentellen Methoden, wie der Gegenfeldmethode, nachweisen. Der fundamentale Widerspruch zur Wellentheorie! Das so eben beobachtete Phänomen, das wir noch genauer untersuchen werden, steht im krassen Widerspruch zur Wellentheorie des Lichts. Die Erwartung nach der Wellentheorie des Lichts wäre nämlich: Die elektrische Feldkomponente des Lichts versetzt die Elektronen des Metalls in Schwingungen (siehe auch Modul "Elektromagnetismus"). Dadurch erhalten die Elektronen nach einer ...
  2. Photoeffekt - Die Gegenfeldmethode - quantitative Analyse
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    Welle-Teilchen-Dualismus > Photoeffekt - Die Gegenfeldmethode - quantitative Analyse
    Photoeffekt - Die Gegenfeldmethode - quantitative Analyse
    ... Elektronen lässt sich mit Hilfe der Gegenfeldmethode bestimmen. Das Prinzip der Gegenfeldmethode erlaubt es, die Energiebestimmung der Elektronen auf eine elektrische Messung zurückzuführen. Aufbau einer Photozelle Gegenfeldmethode Im Prinzip hat man es mit einer Vakuum-Photozelle zu tun. Die Kathode (K) ist mit einem (Alkali)-Metall beschichtet, auf welches monochromatisches Licht bestimmter Frequenzen trifft. Die abgelösten Elektronen fliegen zur Ring-Anode (A), was in einem ...
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Anorganische Chemie

  1. Kontaktverfahren
    Chemische Reaktionen > Anwendungen des MWG in der chemischen Großindustrie > Kontaktverfahren
    Kontaktverfahren
    ...  Durch Verbrennung von Schwefel (S8) wird Schwefeldioxid (SO2) hergestellt. 2. Schritt: Das entstandene Schwefeldioxid (SO2) wird mit Sauerstoff in einer Gleichgewichtsreaktion mit einem Vanadium-Katalysator auf Kieselgel (SiO2) zu Schwefeltrioxid (SO3) umgesetzt. 3. Schritt: Das erhaltene Schwefeltrioxid (SO3) reagiert mit Wasser (H2O) zu Schwefelsäure (H2SO4). Dieses Verfahren wurde lange Zeit angewendet jedoch durch das umweltfreundlichere Doppelkontaktverfahren abgelöst.
  2. Oxidations-Reduktionsmittel und Oxidationszahlen
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    Donator-Akzeptor > Redox-Reaktionen-Konzept > Oxidations-Reduktionsmittel und Oxidationszahlen
    Oxidations-Reduktionsmittel und Oxidationszahlen
    ... H2SO3 (= Schweflige Säure) Schwefeldioxid: SO2 Thiosulfat: S2O32-... Summen -& Strukturformel von Schwefelwasserstoff Oxidationszahlen (Abkürzung: OXZ) Bei jeder Redoxreaktion ändern sich die Oxidationszahlen der beteiligten Stoffe. Es ist daher wichtig die Oxidationsstufe (=OXZ) eines Atoms/Ions bzw. jedes Bestandteils einer Verbindung zu kennen, da sie Auskunft darüber gibt, ob es/sie als Oxidations- oder Reduktionsmittel reagiert. Außerdem sind die Oxidationszahlen ...
Anorganische Chemie
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Zytologie

  1. Stammzellen, Determinierung und Differenzierungsvorgänge
    Organisationsebenen des Lebens > Stammzellen, Determinierung und Differenzierungsvorgänge
    ... Verbrennungen. Die vorstellbaren Anwendungsfelder sind vielfältig. Dabei ist stets ein verantwortungsbewusster Umgang mit den zur Verfügung stehenden Möglichkeiten geboten. Dieser wissenschaftliche Fachbereich wird heute als regenerative Medizin bezeichnet. Eine Stammzelle ist eine Körperzelle, deren Funktion im Organismus noch nicht festgelegt ist. Sie ist noch nicht ausdifferenziert! Eine Unterteilung der Stammzellkolonien erfolgt nach Ursprung und Differenzierungsvermögen. Jede ...
Zytologie
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