Lehrplan als PDF
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Stoffplan Physik M-Kurs – senkrecht nach oben/unten 1 – evtl. schräg – waagerecht Grundlagen • Reibung (Haft-, Gleit-, Rollreibung) • SI-Einheitensystem • evtl. einfache Flaschenzüge von oben und unten • Fehlerrechnung (Standardabweichung, Standardabweichung vom Mittelwert, Größtfehler, absoluter und prozentualer Fehler) 2 • Impuls, – elastischer/unelastischer zentraler Stoß Mechanik – Impuls- und Energieerhaltung • Gleichförmoge und beschleunigte geradlinige Bewegung • Fluidmechanik – Mittlere Geschwindigkeit/Beschleunigung – Fluid (Definition) – Bewegungsgleichungen (a(t), v(t), s(t)) – Dichte – Schaubilder zu den Bewegungsgleichungen – Druck, Einheiten (Pascal, Bar, Atmosphärendruck, mmHg), Schweredruck unter Wasser (quantitativ) und an der Luft (qualitativ) mit Schaubild, absoluter und relativer Druck • Kraft – Newtons Axiome – Hydrostatisches Paradoxon – Superposition von Kräften – Druck messen mit U-Rohr (evtl. Quecksilbersäule) – Vektorielle Addition und Zerlegung von Kräften (1D und 2D) – Hydraulische Presse – Konservative und nicht-konservative Kräfte – Archimedisches Prinzip und Auftrieb – Volumenstrom • Gewichtskraft und schiefe Ebene – Bernoulli-Gleichung • evtl. Kreisbewegung und Zentripetalkraft • Schwingungen und Wellen • Energie, Arbeit, Energieerhaltung – Harmonische Schwingung und Schwingungsgleichung x(t) – Definition – Unterschied W = ´ – Zusammenhang zwischen x(t), v(t), a(t) F · ds und W = F · s – Federpendel – Kinetische, potentielle und Spannenergie (und Hookesches Gesetz) – mathematisches Fadenpendel – Energie einer Schwingung • Leistung – Longitudinal- und Transversalwellen – Harmonische Wellen und Gleichung • Freier Fall und Würfe 1 4 – Wellenlänge, Ausbreitungsgeschwindigkeit, Frequenz (Zusammenhang f = c/ ) – Wellenfronten und Huygenssches Prinzip – Reflexion und Transmission – Ultraschall – Dopplereffekt 3 Elektrizitätslehre • Elektrostatik – – – – Optik Ladung Coulombkraft Elektrische Feldlinien, E-Feld von Punktladungen Potential und Spannung • Elektrodynamik • Wellenoptik: – (Gleich)Strom – Schaltbilder – Widerstand ⇤ Ohmsches Gesetz ⇤ Ersatzwiderstände ⇤ Innenwiderstand ⇤ Methoden um Widerstände mit Volt- und Amperemeter zu messen (evtl. später) – Elektrische Arbeit – Elektrische Leistung – Kirchhoffsche Regeln – Plattenkondensator ⇤ Kapazität, Ersatzkapazität ⇤ Energie eines geladenen Kondensators ⇤ E-Feld im Kondensator ⇤ evtl. Ladevorgang qualitativ ⇤ Braunsche Röhre ⇤ Millikan-Versuch ⇤ Ladungen im E-Feld eines Plattenkondensators – Lichtgeschwindigkeit, EM-Spektrum (von Radiowellen bis Gammastrahlung), Zusammenhang f = c/ und E ⇠ f ⇠ 1/ – Huygenssches Prinzip – Superposition, Kohärenz und Interferenz – Beugung und Interferenz am Spalt, Doppelspalt, Gitter • Geometrische Optik – Axiome der Geometrsichen Optik – Reflektionsgesetz und Brechungsgesetz – Totalreflektion und Anwendung (Prisma und Glasfaser/Endoskop) – Dispersion (Regenbogen, Prisma) – Fermatsches Prinzip – Optische Abbildungen: ⇤ Sammel- und Zerstreuungslinsen ⇤ reelle, virtuelle, aufrechte und verkehrte Bilder ⇤ Zeichnerische Abbildung (f < g, f = g, f > g) ⇤ Linsengleichung, optische Vergrößerung, Brechkraft, Addition von Brechkräften ⇤ Abbildung durch mehrere Linsen – Das Auge ⇤ Aufbau ⇤ Kurz-/ Weitsichtigkeit und Korrektur – Lupe, Mikroskop, Teleskop • Magnetfeld – – – – – 2 Entstehung von Magnetfeldern Magnetfeldlinien (auch unterschied zu E-Feld) evtl. Spule Lorentzkraft und Kreisbahn evtl. Hall-Effekt 5 Thermodynamik • Allgemeines: Dichte, Stoffmenge, Avogadrozahl, Molare Masse, • Intensive und Extensive Zustandsgrößen, Zustandsgleichungen • Begriffe: Temperatur (Kelvin- und Celsius-Skala), Wärme, Innere Energie, Thermisches Gleichgewicht, Entropie • Aggregatzustände, Phasendiagramme und Phasenübergänge • Thermische Ausdehnung von Festkörpern und Flüssigkeiten • Ideales Gas – Annahmen – Formen der Zustandsgleichung mit pV = nRT und pV = N kT , sowie pT1 V1 1 = pT2 V2 2 – Isotherme Zustandsänderung (Boyle-Mariot), isobare Zustandsänderung (Gay-Lussac), isochore Zustandsänderung, Adiabatische Zustandsänderung • Wärmeaustausch- und Mischprozesse – (spezifische) Wärmekapazität – (spezifische) Schmelz-/Erstarrungswärme, Verdampfungs-/Kondensationswärme (spezifische) – Richmannsche Mischungsregel • evtl. Van-der-Waals-Gleichung • Die 3 Hauptsätze der Thermodynamik im Überblick • Kinetische Gastheorie – Maxwell Boltzmann-Geschwindigkeitsverteilung – Herleitung der Idealen Gasgleichung 3
