Teilklausur Physik 2 (GPh2) am

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1 Name, Matrikelnummer: Teilklausur Physik 2 (GPh2) am Fachbereich Elektrotechnik und Informatik, Fachbereich Mechatronik und Maschinenbau Zugelassene Hilfsmittel zu dieser Teilklausur: Beiblätter zur Vorlesung Physik 2 im SS 00 (Prof.Müller, Prof.Sternberg) oder folgende SS ohne Veränderungen oder Ergänzungen, Taschenrechner (ohne drahtlose Übertragung mit einer Reichweite von größer als 30 cm wie Funkmodem, IR-Sender, Bluetooth) Dauer: 2 Stunden (einschließlich der anderen beiden Teilklausuren) Zur Klausur gehören außer diesem Teil noch die Teilklausuren Thermodynamik und Technische Mechanik. Alle drei Teilklausuren müssen abgegeben werden! Maximal erreichbare Punktezahl: 100. Bestanden hat, wer mindestens 50 Punkte erreicht. Maximal erreichbare Punktezahl dieser Teilklausur: 60. Bitte beginnen Sie die Lösung der Aufgabe unbedingt auf dem betreffenden Aufgabenblatt! Falls Sie weitere Blätter benötigen, müssen diese unbedingt deutlich mit der Aufgabennummer gekennzeichnet sein. Achtung! Bei dieser Klausur werden pro Aufgabe 1 Punkt für die Form (Gliederung, Lesbarkeit, Rechtschreibung) vergeben! Bitte kennzeichnen Sie dieses Blatt und alle weiteren, die Sie verwenden, mit Ihrem Namen und Ihrer Matrikelnummer. AUFGABE MÖGLICHE PUNKTZAHL 1.a 7 1.b 8 1.c 4 2.a 7 2.b 4 2.c 8 3.a 8 3.b 8 3.c 3 Form 3 Summe 60 Thermo 20 TM 20 Gesamt 100 ERREICHTE PUNKTZAHL Seite 1 von 7

2 In Fortsetzung der letzten Klausur, bei welcher Rügen bedingt durch den Sommerurlaub von Prof. Müller im Mittelpunkt stand, geht es bei dieser Klausur auch noch um die Ferieninsel Rügen. 1. Wellen Bei klaren Nächten kann man auf Rügen sehr gut Schiffe auf offener See beobachten. a) Welche Intensität (W/m²) hätte eine 100 W Lampe eines in 10 km vorbeifahrenden Schiffes, unter der Annahme, dass in alle Richtungen gleichmäßig abgestrahlt würde? b) Wie hoch ist die Amplitude dieser Strahlung, wenn in 1m Entfernung vom Entstehungsort diese 60 V/m ist? Schreiben Sie die eindimensionale Lösung der Wellengleichung, die als Variable nur den Ort und die Zeit enthalten darf, bei einer Lichtwellenlänge von 500 nm. (Annahme: Ausbreitung im Vakuum) c) Warum flimmert teilweise auch solch ein Licht, wie man es auch von den Sternen kennt? Seite 2 von 7

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4 2. Polarisation Prof. Müllers Kinder haben auf dem Strand eine Sonnenbrille gefunden. Ein Polarisationsglas (Vorsatz von einem Fotoapparat), welches zu 100 % polarisiert aber nicht abschwächt, ist vorhanden. Dreht man Glas und Sonnenbrille gegeneinander, so ändert sich die Intensität hinter der Anordnung maximal um 30 %. (Gemessen mit einem Belichtungsmesser, wie in Aufgabe 3 beschrieben.) a) Um wie viel Prozent gegenüber der maximal durchgelassenen Intensität verringert sich die durchgelassene Lichtintensität, wenn die Polarisationsrichtungen von Sonnenbrille und Polarisationsglas einen Winkel von 30 bilden? Was ist von einer solchen Sonnenbrille zu halten (mit Begründung)? b) Warum werden solche Polarisationsgläser in der Fotografie eingesetzt? c) Beim weiteren Strandspaziergang finden die Kinder eine durchsichtige Plastiktüte aus Zellophan, die als völlig transparent angenommen wird. Sofort wird hier wieder rumprobiert. Die Tüte wird in zwei Stücke getrennt. Diese Stücke werden ein bisschen in die Länge gezogen. Dadurch wird das Zellophan zu einem Polarisator. Man misst jetzt eine Abschwächung der Intensität durch das Zellophan von 20 %. Wie hoch ist die maximale Abschwächung durch beide Zellophanschichten? Seite 4 von 7

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7 3. Fotoeffekt Ein Selen-Belichtungsmesser war früher ein sehr brauchbares Instrument zur Messung der Lichtintensität bei der Fotografie. a) Bei welcher Lichtwellenlänge registriert der Selen-Belichtungsmesser noch Licht, wenn die Austrittsarbeit auf 2 ev eingestellt ist. b) Bei einer Lichtleistung von 1/100 W und einer mittleren Wellenlänge von 550 nm kann welcher maximale (theoretische) Strom an der Seelenzelle abgegriffen werden? c) Durch welche Bauteile sind heute solche Selenzellen ersetzt worden? Elementarladung e = 1,6 * C, Plancksches Wirkungsquantum h = 6,626 * Js Seite 7 von 7