M. Brennscheidt Leistungskurs Physik Inhaltsverzeichnis 1. Mechanik 1.1 Grundlagen 1.2 Kinematik des Massepunktes 1.2.1 Die geradlinig gleichförmige Bewegung 1.2.2 Die gleichförmig beschleunigte Bewegung 1.2.3 Der freie Fall 1.2.4 Der vertikale Wurf nach oben 1.2.5 Der vertikale Wurf nach unten 1.2.6 Der waagerechte Wurf 1.2.7 Der schiefe Wurf 1.3 Dynamik des Massepunktes 1.3.1 Die Newtonschen Axiome 1.3.2 Die Gewichtskraft 1.3.3 Die Gravitationskraft 1.3.4 Die Federkraft 1.3.5 Reibungskräfte 1.3.6 Die Zentripetalkraft 1.3.7 Scheinkräfte 1.4 Erhaltungssätze 1.4.1 Physikalische Arbeit 1.4.2 Energie 1.4.3 Der Energieerhaltungssatz 1.4.4 Physikalische Leistung 1.4.5 Stoßvorgänge 1.5 Himmelsmechanik 2. Thermodynamik 2.1 Das thermische Verhalten von Gasen 2.2 Die ideale Gasgleichung 2.3 Der absolute Nullpunkt 2.4 Kinetische Gastheorie 2.4.1 Druck im Teilchenmodell 2.4.2 Temperatur im Teilchenmodell 2.4.3 Mikroskopische Deutung des absoluten Nullpunkts 2.3.4 Ergänzung 2.3.5 Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung 2.5 Erste Hauptsatz der Thermodynamik 2.6 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik 2.7 Entropie 3. Elektrische Felder 3.1 Die elektrische Ladung 3.2 Influenz und Polarisation 3.3 Das elektrische Feld 3.3.1 Elektrische Feldlinien 3.3.2 Die elektrischen Feldgesetze 3.4 Kräfte auf Ladungen im elektrischen Feld 3.5 Die elektrische Spannung 3.6 Flächenladungsdichte 3.7 Die elektrische Feldkonstante 3.8 Das Coulombsche Gesetz 3.9 Experimentelle Bestimmung kleiner Ladungen 3.9.1 Der Millikan-Versuch 3.10 Ladungsträger im elektrischen Feld 3.10.1 Glühelektrischer Effekt 3.10.2 Kathodenstrahlröhren 3.10.3 Beschleunigung von Elektronen im Linearteilchenbeschleuniger 3.10.4 Berücksichtigung der Gravitation 3.10.5 Ablenkung der Elektronen im Ablenkplattenkondensator 3.11. Der Kondensator 3.11.1 Kapazität 3.11.2 Dielektrikum im Plattenkondensator 3.11.3 Parallel und Reihenschaltungen von Kondensatoren 3.11.4 Der Kondensator als Energiespeicher 3.11.5 Entladung eines Kondensators 3.11.6 Aufladung eines Kondensators 4. Magnetische Felder 4.1 Eigenschaften des magnetischen Feldes 4.2 Magnetische Influenz 4.3 Kräfte im magnetischen Feld 4.4 Die magnetische Feldstärke 4.5 Die Lorentzkraft 4.6 Der Halleffekt 4.7 Magnetfelder von Strömen 4.7.1 Magnetfeld eines geraden Leiters 4.7.2 Magnetfeld einer langen Spule 4.7.3 Relative Permeabilität 4.7.4 Magnetfeld einer beliebigen Spule 4.7.5 Magnetfeld im Inneren eines Kreisstroms 4.8 Die Maxwellgleichungen 4.9 Teilchenbeschleuniger 4.10 Induktion 4.10.1 Das Induktionsgesetz 4.10.2 Die Lenzsche Regel 4.10.3 Wirbelströme 4.10.4 Selbstinduktion 4.10.5 Ein- und Ausschaltvorgang bei einer Spule 4.11 Energie des magnetischen Feldes 4.12 Elektromotor und Generator 4.12.1 Elektromotor 4.12.2 Generator 4.13 Transformator 4.14 Spannung, Strom und Leistung im Wechselstromkreis 5 Mechanische Schwingungen und Wellen 5.1 Mechanische Schwingungen 5.1.1 Grundbegriffe 5.1.2 Freie ungedämpfte Schwingung 5.1.3 Schwingungsdauer eines Federpendels 5.1.4 Harmonische Schwingung 5.1.5 Schwingungsdauer eines Fadenpendels 5.1.6 Gedämpfte Schwingung 5.1.7 Energie des harmonischen Oszillators 5.1.8 Erzwungene Schwingungen - Resonanz 5.2 Mechanische Wellen 5.2.1 Wellen in der Natur 5.2.1 Wellen in der Natur 5.2.2 Eigenschaften von mechanischen Wellen 5.2.3 Transversal- und Longitudinalwellen 5.2.4 Ausbreitung von mechanischen Wellen 5.2.5 Die Wellengleichung der harmonischen Welle 5.2.6 Elementarwellen 5.2.7 Gerade Wellen 5.2.8 Das Huygensche Prinzip 5.2.9 Reflexion von mechanischen Wellen 5.2.10 Brechung von mechanischen Wellen 5.2.11 Der Doppler Effekt 5.2.12 Reflexion am losen und am festen Ende 5.2.13 Überlagerung von Wellen – Interferenz 5.2.14 Interferenz von Kreiswellen 6. Elektromagnetische Schwingungen und Wellen 6.1 Elektromagnetische Schwingungen 6.1.1 Der LC-Schwingkreis 6.1.2 Schwingungsdauer im LC-Schwingkreis 6.1.3 Gedämpfte elektromagnetische Schwingung 6.1.4 Erzwungene elektromagnetische Schwingung 6.2 Elektromagnetische Wellen 6.2.1 Der Hertzsche Dipol 6.2.2 Mikrowellen 6.2.3 Das Elektromagnetische Spektrum 7. Optik 7.1 Strahlenoptik 7.2 Wellenoptik 7.3 Beugung und Interferenz am Doppeltspalt 7.4 Messung der Wellenlänge des Lichts mit dem Doppelspaltexperiment 7.5 Beugung und Interferenz am Einzelspalt 7.6 Beugung und Interferenz am Gitter 7.7 Auflösungsvermögen optischer Geräte und des Auges 7.7.1 Beugung und Interferenz an einer kreisförmigen Öffnung 7.7.2 Das Auflösungsvermögen 7.8 Streuung 8. Spezielle Relativitätstheorie 8.1 Bezugssysteme 8.2 Relativbewegungen 8.3 Lichtgeschwindigkeit 8.3.1 Wiederlegung der Äthertheorie 8.3.2 Konstanz der Lichtgeschwindigkeit 8.4 Zeit 8.4.1 Zeitmessung 8.4.2 Raumzeit 8.4.3 Gleichzeitigkeit 8.4.4 Zeitdilatation 8.5 Raum 8.6 Masse und Energie 8.6.1 Relativistischer Massenzuwachs 8.6.2 Relativistische Energie 9. Quantenphysik 9.1 Der Photoelektrische Effekt 9.2 Photonenmasse und Photonenimpuls 9.3 Der Compton Effekt 9.4 Doppelspaltexperiment im Teilchenmodell 9.5 Die Heisenbergsche Unschärferelation 9.6 Elektronenbeugung 9.7 Doppelspaltexperiment mit Elektronen 10. Atomphysik 10.1 Das Bohrsche Atommodell 10.2 Der Bohrsche Radius 10.3 Absorption und Emission 10.4 Emissions- und Absorptionsspektren 10.5 Der Franck-Hertz Versuch 10.6 Röntgenstrahlung 10.7 Moderne Atommodelle 10.7.1 Grenzen des Bohrschen Atommodells 10.7.2 Das Quantenmechanische Atommodell 10.7.3 Bohrsche Postulate im quantenmechanischen Atommodell 10.7.4 Orbitale 11. Kernphysik 11.1 Aufbau des Atomkerns 11.2 Kernenergie 11.2.1 Kernkraft 11.2.2 Kernspaltung 11.2.3 Massendefekt 11.2.4 Bindungsenergie pro Nukleon 11.2.5 Kontrollierte Kettenreaktion 11.2.6 Funktionsweise von Kernwaffen 11.3 Radioaktivität 11.3.1 Strahlungsarten 11.3.2 Radioaktiver Zerfall 11.4 Detektion von radioaktiver Strahlung 11.4.1 Die Wilsonsche Nebelkammer 11.4.2 Die Ionisationskammer 11.4.3 Das Geiger-Müller-Zählrohr 11.4.4 Der Szintillationszähler 11.5 Dosimetrie