! -Wärmelehre! -Astrophysik! -E-Lehre! -Festkörperphysik! -Mechanik! -Elemtarteilchenphysik!!! -Optik! -Atomphysik!!! Quantenmechanik!

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1 D Definition Physik Physik ist eine Naturwissenschaft, die sich mit der Beschreibung der Naturerscheinungen und mit der Erforschung von deren (mathematischen) Gesetzen befasst. Teilgebiete der Physik -Wärmelehre -Astrophysik -E-Lehre -Festkörperphysik -Mechanik -Elemtarteilchenphysik -Optik -Atomphysik Quantenmechanik -Biophysik Physikalische Prozess (naturwissenschaftliche Prozess) Beobachtung Frage / Theorie Experiment Theorie wiederlegt Ergebnis Theorie bestätigt D Definierte Größe Eine Größe ist ein Mathematisches Objekt, besteht aus einem Symbol, einer Maßzahl und einer Einheit. Bsp Beispiel Gesetze /Modelle m = B kg Symbol Maßzahl Einheit D Definition Messprozess Eine Größe messen, heißt sie direkt oder indirekt mit der Maßeinheit zu vergleichen. direkt -> z.b. wiederholter Anlegen eines Maßstabs indirekt -> setzt Natur Gesetze voraus z.b Temperaturbestimmung durch, Volumenänderung einer Flüssigkeit -> Naturgesetze müssen durch unabhängige Beobachtungen sicher gestellt worden sein.

2 D Definition SI - Einheiten Die SI-Einheiten bilden ein System, welches metrisch, dezimal und kohärent ist. metrisch : die Einheit Meter gehört dazu dezimal : 10er System kohärent : widerspruchsfrei Größe Symbol Einheit Symbol Länge l;s;d;r;a Meter m Masse m Kilogramm kg Zeit t Sekunde s Stromstärke I Amperé A Temperatur (Thermodyn.) T Kelvin K Stoffmenge h Mol mol Lichtstärke Iv Candela Cd Schreibweise Größe : länge : l -> [l] := m : Einheit : Meter Abgeleitete Größen Alle deren physikalische Größen als die Sieben SI-Basis-Größen werden als Produkt und/oder Quotient dieser SI-Basis-Größen dargestellt. -> Analog stellen sich die Einheiten von Abgeleiteten Größen dar. z.b. Leistung -> B Bemerkung:

3 Größenordnungen Peta P Pm Tera T Tm Giga G Gm Mega M Mm Kilo k km Hekto h hm (Deka) da dam Einheit m (Meter) Dezi d dm Zenti c c Milli m mm Mikro µ µm Nano n nm Piko p pm femto f fm Bsp Beispiel

4 Zusammenhänge zwischen Größen Die Zusammenhänge zwischen Größen werden aus Messdaten abgeleitet. Bsp Beispiel B Ist der Graph der Darstellung zweier Messgrößen (hier s & t) eine Ursprungsgerade, so sind die Messgrößen direktproportional ( ) zueinander. ->s t ->gemessen wurden nur s= s1 - s0 t = t1 - t0 -> s t -> konst. v : Geschwindigkeit (ist hier Proportionalitätskonstante) -> = ist die Durchschnittsgeschwindigkeit ( ). Hooksches Gesetz ->In ❶ gilt F s -> konst. D Federhärte bzw. Federkonstante ->F = D s Hooksches Gesetz ->D ist eine Materialkonstante [ist für jede Feder anders] ->Das Hooksche Gesetz ist nur für kleine Federdehnung ( s) erfüllt.

5 Winkelmaße a) Gradmaß Ein Grad ist des vollen Winkels. b) Bogenmaß U = 2π <- r = 1lE ->2π 360 ->S φ Bsp Beispiel φe α = 360 -> Wie groß ist α in Rad? ->2π 360 xα Messgenauigkeit Bsp Beispiel Dehnung einer Schraubenfeder : s = (15,0 ± 0,1)cm 14,9cm s 15,1cm F=(5,1 ± 0,1)N 5,0N F 5,2 N B Mögliche Fehler 1.Systematische Fehler: z.b. falscher Aufbau, 2.zufällige Fehler : z.b. schiefes Ablesen, schwankende Messwerte, Unvermeidbare Fehler unvermeidbare Beschränkung der Messgenauigkeit -> Eine genaue Berechnung der Auswirkung einzelner Messfehler soll vorerst nicht durchgeführt werden -> Man verwendet statt dessen das Verfahren der geltenden Ziffern.

6 D Definition geltende Ziffern ->Die geltenden Ziffern der Maßzahl einer Messgröße sind die Ziffern, die vom Fehler nicht direkt betroffen sind Bsp Beispiel 15,213 ± 0,1 15 0,0123 ± 0,001 0,01 0,2719 ± 0,01 0,3 -> Ab jetzt: Angaben ohne Fehler M Merke man verfährt daher nach folgender Faustregel Die Zahl der geltenden Ziffern (GZ) eines aus gemessenen Größen berechneten Wertes, ist nur so groß wie die Zahl, der geltenden Ziffern (GZ) der am wenigstens genau gemessenen Größen. -> Regeln 1. Vornullen zählen nicht zu den geltenden Ziffern. z.b. 14,3 GZ: 3 0,00143 GZ: 3 Vornullen 2. Zwischennullen & Endnullen zählen zu den geltenden Ziffern z.b. 500 GZ: 3 Endnullen 500,00 GZ: 5 101,01 GZ: 5 Zwischennull Bsp Beispiel s= 14,0cm GZ: 3 F = 5,1N GZ: 2 D = 20 GZ: 2 s= 5 cm GZ: 1 = 1hN GZ: 1