Drehimpulsquantum
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Physik-Olympiade Formelsammlung Seite 1 von 5 WICHTIGE PHYSIKALISCHE GRÖßEN UND KONSTANTEN: Fallbeschleunigung (mittlere) g 9,807 m s 2 Gravitationskonstante G 6,673 10 11 m 3 kg 1 s 2 Erdmasse M E 5,974 10 24 kg Sonnenmasse MS 1,989 10 Erdradius RE 6,371 10 6 m Astronomische Einheit 1 AE 1,496 1011 m Lichtjahr Absoluter Nullpunkt 1 Lj 9,461 10 T0 273,15 m C Tripelpunkt von Wasser Tt 273,16 K Universelle Gaskonstante R 8,315 J K 1 mol 1 Boltzmann-Konstante k 1,381 10 23 J K 1 Loschmidt`sche Zahl (Avogadro-Konstante) NL 6,022 10 23 mol 1 Molares Gasvolumen bei Normalbedingungen V0 2,241 10 2 m3 mol 1 Normal-Luftdruck auf Meereshöhe p0 1,013 10 5 Pa Atomare Masseneinheit 30 15 1u 1,661 10 27 19 kg kg e 1,602 10 Faraday-Konstante F 9,649 10 Ruhemasse des Elektrons me 9,109 10 31 kg Ruhemasse des Protons mp 1,673 10 27 kg Ruhemasse des Neutrons mn 1,675 10 27 kg Elektronenvolt 1 eV 1,602 10 19 Elektrische Feldkonstante im Vakuum 0 8,854 10 12 A s V 1 m1 Magnetische Feldkonstante im Vakuum 0 1,257 10 6 V s A1 m1 Lichtgeschwindigkeit c 2,99792 108 m s 1 Wien'sche Konstante b m K Stefan-Boltzmann-Konstante Solarkonstante S 2,898 10 3 5,671 10 8 1,367 10 3 W m 2 Intensität an der Hörschwelle I0 1012 W m 2 Rydberg-Konstante (für Wasserstoff) R 1,097 10 7 m 1 Planck'sches Wirkungsquantum h 6,626 10 34 J s 34 J s 24 A m2 Elementarladung Drehimpulsquantum Bohr’sches Magneton B Feinstrukturkonstante 1,055 10 9,274 10 1 137 4 A s A s mol 1 J W m 2 K 4 Physik-Olympiade Formelsammlung Seite 2 von 5 Arbeit MECHANIK W F s Dichte Potentielle Energie m V Kinetische Energie E pot m g h Durchschnittsgeschwindigkeit s v t Durchschnittsbeschleunigung v a t Federenergie Eelast Newton’sches Axiom (Aktionsprinzip) F ma Gravitationsgesetz F G m1 m2 r2 2 r 1 r2 1 1 W G M m r1 r2 Wirkungsgrad 3 P F m g FR FN Hooke-Gesetz / Federkraft F k x FA V g 1 FA c A A v 2 2 Reibungswiderstand für turbulente Strömungen FW 1 cw A v 2 2 Stokes-Gesetz / Reibungswiderstand einer Kugel für laminare Strömungen FW 6 r v Oberflächenspannung W F A s Druck p W t Impuls p mv Kraftstoß (Impulsänderung) p F t Frequenz / Schwingungsdauer f Statischer Auftrieb Dynamischer Auftrieb E ab E zu Leistung Schwerkraft (nahe Erdoberfläche) Reibungskraft k x2 2 Gravitationsenergie 3. Keplergesetz / Planetenbahnen T1 T2 m v2 2 E kin 1 T Winkelgeschwindigkeit 2 f t Winkelbeschleunigung t Bahngeschwindigkeit v r Bahnbeschleunigung a r Zentripetalbeschleunigung aZ 2 r v2 r Zentripetalkraft m.v 2 r FZ m 2 r F A Trägheitsmoment p g h I mn rn Aerostatischer Druck Satz von Steiner Hydrostatischer Druck p p0 e 2 g h I I0 m s2 p0 Rotationsenergie Bernoulli-Gleichung 1 v 2 g h p const. 2 E Rot I 2 2 Physik-Olympiade Formelsammlung Seite 3 von 5 “k-Wert“ Drehimpuls L I m r v k Drehmoment M r F I Drehimpulsänderung L M t WÄRMELEHRE d Reihenschaltung bei Wärmeleitung 1 k ges 1 1 1 1 1 ... k1 kN N Parallelschaltung bei Wärmeleitung k ges 1 k1 ...k N N Längenänderung Wärmestrahlung (Stefan-BoltzmannGesetz) Allgemeine Gasgleichung Pe A T 4 l l0 1 T p V n R T N k T Wien'sches Verschiebungsgesetz Masse/Molmasse max T b const Isotherme Zustandsänderung SCHWINGUNGEN UND WELLEN Isochore Zustandsänderung Elongation / Harmonische Schwingung m M n p V const p const T y r sin t Isobare Zustandsänderung Geschwindigkeit / Harmonische Schwingung V const T Beschleunigung / Harmonische Schwingung Adiabatische Zustandsänderung p.V const Adiabatenexponent C n.R V CV CV Cp Zusammenhang zwischen Energie, Temperatur und Freiheitsgraden E Kin 1 k T f 2 Spezifische Wärmekapazität Q c m T v y r cos t a y r 2 sin t Federpendel T 2 m k Fadenpendel / Mathematisches Pendel T 2 l g Physikalisches Pendel T 2 I m g s Molare Wärmekapazität Wellengeschwindigkeit Cm c M v f Allgemeine Gaskonstante Wellengeschwindigkeit auf elastischem Medium R NL k 1. Hauptsatz der Wärmelehre U Q W Q p V 2. Hauptsatz der Wärmelehre / Entropie S Qrev T Carnot-Wirkungsgrad c 1 Tk Tw v F A Schallgeschwindigkeit in Gasen v R T M Lautstärke (in dB) L 10 log I I0 Wärmeleitung Q A T t d Dopplereffekt fB c vB fQ c vQ Physik-Olympiade Formelsammlung Seite 4 von 5 Gleichung der eindimensionalen Welle Coulomb-Feldstärke t x y r sin 2 T 1 Q 2 4 0 r E Elektr. Potential OPTIK Brechungsgesetz n sin v1 n1, 2 2 sin v2 n1 Wellenlänge im Medium n 0 n Abbildungsmaßstab B b G g Abbildung an einer krummen Fläche n1 n2 n2 n1 g b r Linsen- / Spiegelgleichung 1 1 1 f g b Linsenbrennweite 1 4 0 Q r Elektr. Verschiebungsarbeit W Q U Q Coulomb-Arbeit W 1 1 1 Q1 Q2 4 0 r1 r2 Ladung des Kondensators Q U C Kapazität des Platten-Kondensators C 0 r A d Elektrische Energie des Kondensators C U 2 2 E el Parallelschaltung von Kondensatoren C ges C1 C 2 C N 1 1 1 n 1 f r1 r2 Serienschaltung von Kondensatoren Kombination zweier Linsen Elektrischer Strom 1 1 1 f f1 f 2 Brechkraft (in dpt) 1 D f Interferenzmaxima beim Mehrfachspalt sin k k d Interferenzminima beim Einfachspalt k sin k a Brewsterwinkel / Polarisation tan P n ELEKTRIZITÄT 1 1 1 1 C ges C1 C 2 CN Q t I Ohm'sches Gesetz für den Widerstand U I R Widerstand eines Drahtes l A R Serienschaltung von Widerständen R ges R1 R2 R N Parallelschaltung von Widerständen 1 1 1 1 Rges R1 R2 RN Kirchhoff-Regeln I U n Satz von Gauß / Elektr. Fluss Q 0 el 0 E A Elektrische Kraft F E Q Coulomb-Kraft Q Q 1 F 1 2 2 4 0 r n 0 0 Elektrische Stromarbeit Wel Q U I U t Elektrische Stromleistung Pel U I Magnetische Feldstärke H B 0 r Physik-Olympiade Formelsammlung Seite 5 von 5 Magnetische Flussdichte in der Umgebung Thomson-Formel für Resonanzfall eines geraden Leiters 1 B 0 0 I 2 r LC Gleichung des idealen Transformators Flussdichte der idealen Spule UP NP IS US NS I P Lorentzkraft FL Q v B l I B QUANTENPHYSIK / N I B 0 r l Kraft zwischen zwei parallelen Leitern I1 I 2 0 l r 2 F Rydberg-Formel für Wasserstoff 1 Kraft auf einen Magnetpol vac F m H m B A Induktionsspannung / Selbstinduktion d dI N m L dt dt Induktivität einer idealen Spule N2 A L r 0 l Lges L1 L2 ... LN Parallelschaltung von Spulen (ohne Kopplung) 1 1 1 1 ... Lges L1 L2 LN I I 0 sin t 1 2 Wirkleistung bei Phasenverschiebung Pel U eff I eff cos Induktiver Blindwiderstand X L L Kapazitiver Blindwiderstand Z U I 1 1 v 2 c2 Zeitdilatation l l0 1 Ekin m m0 c 2 Radioaktiver Zerfall Effektivspannung/-strom Impedanz Gamma-Faktor Relativistische kinetische Energie Wechselstrom mit Phasenverschiebung 1 C h 2 m m0 U U 0 sin t X C Drehimpulsquantum Relativistische Masse Wechselspannung I eff I 0 p x E t Längenkontraktion L.I 2 Em 2 2 Heisenberg’sche Unschärferelation t t0 Magnetische Energie einer Spule U eff U 0 E h f m c2 Serienschaltung von Spulen (ohne Kopplung) 1 1 1 R 2 2 n1 n2 Einsteinformel für Photonenenergie / Massenäquivalent Magnetischer Fluss U ind RELATIVITÄTSTHEORIE N N 0 e t
