Lichtquellen sind alle Körper, die selbst Licht aussenden: z.b. Sonne, Kerze, Feuer. Beleuchtete Körper werfen auf sie fallendes Licht zurück.

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1 Grundwien Natur und Technik / Phyik Klae 7 ertellt am interwalder-gymnaium Roenheim auf Bai eine Grundwienkatalog de Klenze-Gymnaium München Optik Aubreitung de Licht Lichtquellen ind alle Körper, die elbt Licht auenden: z.b. Sonne, Kerze, euer. Beleuchtete Körper werfen auf ie fallende Licht zurück. Licht breitet ich von einer Lichtquelle geradlinig, nach allen Seiten au. Sein Weg kann durch Lichttrahlen (al Modell de Licht) verdeutlicht werden. Lichtgechwindigkeit: v L = km Schatten Hinter lichtundurchläigen Körpern bilden ich bei der Beleuchtung Schatten: eine punktförmige Lichtquelle: zwei punktförmige Lichtquellen: Eine Sonnenfinterni entteht, wenn der Mond zwichen Sonne und Erde teht und der Mond einen Schatten auf einen Teil der Erde wirft. Nur dort it die Sonnenfinterni zu ehen. Eine Mondfinterni entteht, wenn die Erde zwichen Sonne und Mond teht und ich der Mond im Schattenbereich der Erde befindet. Da it von der dem Mond zugewandten Erdhälfte au zu ehen. Reflexion Parallele Licht wird an glatten lächen in eine betimmte Richtung reflektiert, an rauen lächen in unterchiedliche Richtungen getreut. Reflexiongeetz: Einfallwinkel α = Reflexionwinkel α Brechung Beim Übergang von einem optich dünneren in einen optich dichteren Stoff wird da Licht zum Einfalllot hin gebrochen. Ein Teil der Strahlung wird reflektiert. Luft Gla α β Grundwien Phyik, Klae 7, Stand Seite 1

2 Linen Brennpunkt Brennweite f Sammellinen ind in der Mitte dicker al an den Rändern. Sie bündeln parallele Lichttrahlen im Brennpunkt. Je tärker die Krümmung der Line it, deto kleiner it die Brennweite. Zertreuunglinen ind in der Mitte dünner al an den Rändern. Parallele Licht wird in aueinander laufende Richtungen abgelenkt. Sammellinen werden zur Erzeugung von Bildern bei Auge, otoapparat, Lupe, Mikrokop, Diaprojektor und ernrohr genutzt. Die Bilder können kleiner, genauo groß oder größer al der Gegentand ein. Ergänzungen zum Grundwien: Zur Kontruktion de Bilde eine Gegentand an einer dünnen Sammelline verwendet man Paralleltrahlen, Mittelpunkttrahlen und Brennpunkttrahlen: Gegentand Bild Befindet ich der Gegentand außerhalb der Brennweite der Line, entteht ein umgekehrte, eitenverkehrte, reelle (d.h. auf einem Schirm auffangbare) Bild auf der anderen Seite der Line. Befindet ich der Gegentand innerhalb der Brennweite der Line, entteht ein aufrechte, eitenrichtige, vergrößerte virtuelle (d.h. nicht auf einem Schirm auffangbare, aber ichtbare) Bild auf der Gegentandeite (Lupe). arben Weiße Licht lät ich mit einem Prima in eine farbigen Betandteile zerlegen. E beteht au den Spektralfarben Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau und Violett. Wenn man einen Gegentand mit weißem Licht betrahlt, ercheint er in der arbe, die ich au der Michung de von ihm reflektierten Licht ergibt. Der andere Teil de Licht wird von ihm aborbiert. Elektrizität und Magnetimu Elektricher Stromkrei Ein elektricher Strom in einem Stromkrei kann nur fließen, wenn eine elektriche Quelle (z.b. Batterie) und ein elektriche Gerät durch Leitungen miteinander verbunden ind. Schaltplan: Stromquelle Schalter Glühlampe Grundwien Phyik, Klae 7, Stand Seite 2

3 Stoffe, die den elektrichen Strom leiten, bezeichnet man al Leiter, diejenigen, die den Strom nicht oder nur chlecht leiten, heißen Iolatoren. Der Umgang mit elektrichem Strom kann lebengefährlich ein!! Beondere Voricht! Der elektriche Strom it an einen Wirkungen erkennbar: Leuchtwirkung (untercheide Glühlampe, Glimmlampe, Leuchtdiode) Wärmewirkung (el. Heizplatte) Chemiche Wirkung (Galvaniieren, Verkupfern) Magnetiche Wirkung (Elektromagnet) Einfache Schaltungen: Reihenchaltung Parallelchaltung Magnetimu Magnete beitzen immer zwei verchiedene Pole, einen Nordpol und einen Südpol. Gleichnamige Pole toßen ich ab: N Ungleichnamige Pole ziehen ich an: N S S N N S N S Um einen Magneten wirken Kräfte auf ferromagnetiche Stoffe (Eien, Nickel, Kobalt). Elektromagnet Auch in der Umgebung eine tromdurchfloenen Leiter tritt eine magnetiche Wirkung auf. Eine tromdurchfloene Spule wirkt wie ein Stabmagnet. Die magnetiche Wirkung einer tromdurchfloenen Spule lät ich durch einen Eienkern vertärken Spule und Eienkern bilden einen Elektromagnet. Anwendungen: z.b. Lathebemagnet, Klingel, Relai. S Auch die Erde verhält ich wie ein Magnet: In der Nähe de geographichen Nordpol befindet ich der magnetiche Südpol und umgekehrt. Elektriche Ladungen Ein Körper it negativ geladen, wenn er einen Elektronenüberchu beitzt und poitiv geladen, wenn Elektronenmangel herrcht. Gleichartig geladene Körper toßen einander ab, ungleichartig geladene ziehen ich an. Der elektriche Strom it die Bewegung elektricher Ladungen (Elektronen, Ionen). Größen zur Bechreibung de elektrichen Sromkreie Stromtärke I Die elektriche Stromtärke gibt an, wie viele Ladungträger (z.b. Elektronen) ich pro Sekunde durch den Leiterquerchnitt bewegen. Grundwien Phyik, Klae 7, Stand Seite 3

4 Bezeichnung: I Einheiten: 1 A (Ampere) 1 A = 1000 ma (Milliampere) 1 ma = 1000 μa (Mikroampere) Stomtärkemegeräte (Amperemeter) werden im Stromkrei in Reihe gechaltet. A Spannung U Die elektriche Spannung gibt an, wie tark der Antrieb de elektrichen Strom it. Bezeichnung: U Einheiten: 1 V (Volt) 1000 V= 1 kv (Kilovolt) 1 V = 1000 mv (Millivolt) Spannungmegeräte (Voltmeter) werden parallel zur Stromquelle oder zu einem Verbraucher gechaltet. V Widertand R Der elektriche Widertand it eine Eigenchaft eine elektrichen Bauteil. Er gibt an, wie tark der Strom bei einer betimmten Spannung dadurch behindert wird. Der Widertand R it der Quotient au anliegender Spannung und Stromtärke: Bezeichnung: R ormel: R = U I Einheiten: 1 V A = 1 Ω (Ohm) 1000 Ω = 1 k Ω (Kiloohm) 1000 kω = 1 MΩ (Megaohm) Mechanik Bewegungen Die Gechwindigkeit gibt an, wie chnell ich ein Körper bewegt. Bezeichnung: v ormel: Gechwindigkeit = zurückgelegter Wegabchnitt dafür benötigte Zeit bzw. v = Δ Δ t Einheiten: [ v] = 1 m ; 1 km h = 1000m 3600 = 1 m 3,6 1 m = 3,6 km h Grundwien Phyik, Klae 7, Stand Seite 4

5 Bechleunigung Die Bechleunigung gibt an, um wie viel ich die Gechwindigkeit eine Körper in einem Zeitabchnitt ändert. Bezeichnung: a ormel: Bechleunigung = Gechwindigkeitänderung dafür benötigte Zeit bzw. a = Δ v Δ t Einheit: [a ] = 1 m = 1 m 2 Kräfte und ihre Wirkungen Körper können Kräfte aufeinander auüben. Die Kräfte ind an ihren Wirkungen erkennbar. Sie können die Gechwindigkeit (Tempo und/oder die Bewegungrichtung) und/oder die orm eine Körper ändern. Die Wirkung der Kraft hängt ab von Angriffpunkt Betrag Richtung. Angriffpunkt Betrag Richtung Die Bezeichnung für den Kraftvektor (Betrag und Richtung) it, nur den Betrag der Kraft. Einheit: [] = 1 N (Newton) Ein Körper befindet ich im Kräftegleichgewicht, wenn ich alle auf ihn wirkenden Kräfte gegeneitig aufheben. Untercheide Mae und Gewichtkraft: Mae Gewichtkraft Die Mae m it ein Maß für die Anzahl der Teilchen, au denen ein Körper beteht. Sie it dehalb ortunabhängig. Bezeichnung: m Einheit: 1 kg Die Gewichtkraft g gibt an, mit welcher Kraft ein Körper der Mae m von der Erde angezogen wird (Gravitationkraft). Sie it ortabhängig. Bezeichnung: g ormel: g = m g ( g = 9,81 N kg = 9,81 m Ortfaktor bzw. allbe- 2 chleunigung) Dichte ρ Die Dichte ρ (griech. Buchtabe rho ) eine Körper gibt an, welche Mae eine Volumeneinheit, z. B. 1 dm³ oder 1 cm³ eine Stoffe hat. ormel : Dichte = Mae Volumen bzw. ρ = m V Zuammenhang zwichen Kraft und Bewegung Körper können ich auf unterchiedliche Arten bewegen: Einheit: [ρ] = 1 kg dm 3 = 1 g cm 3 Bewegungarten: Gleichförmige Bewegung ( v = kontant ) z.b. örderband Bechleunigte Bewegung ( v kontant ) z.b. anfahrende Auto Bahnformen: Geradlinige Bewegung z.b. fallender Stein Krummlinige Bewegung z.b. Schiffchaukel Grundwien Phyik, Klae 7, Stand Seite 5

6 Trägheitatz: Ein Körper bleibt in Ruhe oder bewegt ich geradlinig gleichförmig, olange ich alle auf ihn wirkenden Kräfte aufheben. Grundgleichung der Mechanik: Die auf einen Körper wirkende Kraft it da Produkt au der Mae de Körper und der Bechleunigung, die er erfährt. = m a Einheit: [] = 1 Newton = 1 N = 1 kg m = 1 kg m 2 2 Wechelwirkunggeetz: Übt ein Körper eine Kraft auf einen zweiten Körper au, o wirkt tet gleichzeitig eine gleich große, entgegengeetzt gerichtete Kraft vom zweiten auf den erten Körper. Verchiedene Arten von Kräften Gewichtkraft g g Reibungkraft R Reibungkräfte enttehen zwichen ich berührenden Gegentänden. Sie ind o gerichtet, da ie der Bewegung entgegenwirken. Elektriche Kraft Elektriche Kräfte wirken zwichen geladenen Körpern. Sie können abtoßend oder anziehend wirken. Magnetiche Kraft Magnetiche Kräfte wirken in der Umgebung von Dauermagneten oder tromdurchfloenen Leitern. Kräfteaddition (Eratzkraft) Zwei gleichgerichtete Kräfte: Der Betrag der Eratzkraft it die Summe der Beträge der Teilkräfte Zwei entgegengeetzt gerichtete Kräfte: Der Betrag der Eratzkraft it die Differenz der beiden Beträge. Zwei Kräfte mit gemeinamem Angriffpunkt und unterchiedlichen Richtungen: 1 2 Kräfteparallelogramm: = Kraft und Verformung: Hookeche Geetz Bei der elatichen Verformung einer eder ind die Kraft und die Dehnung proportional zueinander (bei doppelter Kraft auch doppelte Dehnung uw.) ormel: ederhärte D = = kontant bzw. = D Harte eder Weiche eder Einheit: [D] = 1 N m Grundwien Phyik, Klae 7, Stand Seite 6