Physik 1 und 2 - Experimentalphysik, 2012/2013

PEP 1

  1. Einleitung
    Was ist Physik?
  2. Grundgrössen und Einheiten
    Definition Länƒge, Masse, Zeit
  3. Messen, Messgenauigkeit und Messfehler
    Systematischer Fehler, statistischer Fehler
    Arithmetisches Mittel, Varianz, Standardabweichung
    Fehler der Einzelmessung, Fehler des Mittelwerts
  4. Kinematik des Massenpunktes
    Eindimensionale Bewegung, freier Fall
    Bewegung im Raum, Superpositionsprinzip
    Horizontaler Wurf, schiefer Wurf
    Gleichförmige Kreisbewegung
    Allgemeine krummlinige Bewegung
    Relativebewegung, Bezugssysteme
  5. Newtonsche Dynamik
    Newtonsche Gesetze, Kraft und Impuls
    Trägheitsprinzip, Bewegungsgleichung, Reaktionsgesetz
    Flaschenzug, Maxwellsches Rad, Rotierende Kette
    Gravitationskraft, träge und schwere Masse
    Federkraft, Hooksches Gesetz, Taylorentwicklung
    Normalkraft, Zwangskräfte
    Reibungskräfte, Haftreibung, Gleitreibung
    Zentripetalkräfte
  6. Arbeit, Energie, Leistung
    Definition der Arbeit
    Kinetische und potentielle Energie, Leistung
    Konservative und nicht-konservative Kräfte
    Kraftfelder und Potentiale
    Gravitationsfeld und Gravitationspotential
    Energieerhaltung, Energiediagramme
  7. Systeme von Massenpunkten
    Schwerpunkt, Bewegung des Schwerpunkts
    Raketenantrieb, Raketengleichung
  8. Stösse
    Kraftstoss
    Kollinearer, elastischer Stoss
    Betrachtung im Schwerpunktsystem
    Nicht-zentrale, elastische Stösse
    Inelastische Stösse
  9. Beschleunigte Bezugssysteme, Trägheitskräfte
    Gradlinig beschleunigte Systeme
    Rotierende Bezugssysteme
    Zentrifugalkraft, Corioliskraft
  10. Mechanik des starren Körpers
    Bewegung eines starren Körpers
    Drehmoment und Kräftepaare
    Schwerpunkt und Schwerpunktsbegriff
    Statisches Geleichgewicht
    Rotation und Trägheitsmoment
    Steinerscher Satz
    Gleichförmig beschleunige Rotationsbewegung
    Drehimpuls
    Freie Rotation und Kreisel
  11. Gravitation und Keplersche Gesetze
    Gravitationsgesetz, Fluchtgeschwindigkeit
    Planetenbahnen sind Ellipsenbahnen
    Flächensatz, Umlaufzeiten
    Effektives Potential
  12. Schwingungen
    Ungedämpfter, harmonischer Oszillator
    Gedämpfter, harmonischer Oszillator
    Erzwungene Schwingungen
    Resonanz
    Schwebung
  13. Wellen
    Harmonische Welle (1-dim.)
    Transversale, longitudinale Wellen
    Wellenlänge, Frequenz
    Phasengeschwindigkeit
    Fourierzerlegung
    The Sound of Music (Weihnachtsvorlesung)
  14. Mechanik deformierbarer Körper
    Feste Körper, Hooksches Gesetz
    Elastizitätsmodul, Possionzahl
    Kompressionsmodul, Schubmodul
    Torsion und Torsionsschwingung
    Biegung, Flächenträgheitsmoment
    Ruhende Flüssigkeiten
    Inkompressibilität
    Druck, Pascalsches Prinzip
    Druck im Schwerefeld, Auftrieb
    Oberflächenspannung
    Ruhende Gase
    Gesetz von Boyle-Mariotte
    Barometrische Höhenformel
    Strömende Flü’ssigkeiten und Gase
    Kontinuitätsgleichung
    Bernoullische Gleichung
    Newtonsches Reibungsgesetz
    Hagen-Poisseulle-Gesetz
    Turbulenz, Reynolds-Zahl
    CW-Wert
  15. Wärmelehre
    Wärmebegriff, Temperaturbegriff
    Volumenausdehnung von Gasen
    Gesetz von Gay-Lussac
    Celsius- & Kelvinskala
    Ausdehnung flüssiger & fester Stoffe
    Anomalie des Wassers
    Boyle-Mariotte-Gay-Lussacsches Gesetz
    Zustandsgleichung idealer Gase
    Mol-Begriff
    Kinetische Gastheorie
    Boltzmannkonstante
    Ä„quipartitionsprinzip, innere Energie
    Wärmekapazität, latente Wärme
    Phasenü’bergänge
    Mechanisches Wärmeäquivalent
    Erster Hauptsatz der Wärmelehre
    Volumenarbeit & pV-Diagramme
    Thermodynamische Prozesse
    Isobare Expansion
    Isochore Zustandsänderung
    Isotherme Expansion
    Adiabatische Zustandsänderung
                                                                                                                                                                                   Neues Semester

           
    Kreisprozess
    Carnot Prozess
    Entropie
    Zweiter Hauptsatz der Wärmelehre
    Thermodynamik realer Gase
    Van-der-Waals-Gleichung

PEP 2

  1. Transportprozesse
    Flüsse, Stromdichte
    Kontinuitäsgleichung, Divergenz
    Wärmetransport
    Konvektion, Wärmeleitung
    Fouriersches Gesetz
    Wärmeleitfähigkeit
    Diffusion, 1. Ficksches Gesetz
    Wärmeleitgleichung, 2. Ficksches Gesetz
    Wärmestrahlung
    Solarkonstante
    Kirchhoffsches Strahlungsgesetz
    Stefan-Boltzmannsches Strahlungsgesetz
    Plancksches Strahlungsgesetz
  2. Elektrostatik
    Elektrische Ladung
    Elektrostatische Phänomene, Influenz
    Mikroskopische Deutung
    Coulombsches Gesetz
    Elektrisches Feld, Feldstärke, Feldlinien
    Elektrischer Fluss
    Gaußsches Gesetz, 1. Maxwell Gleichung
    Elektrische Felder in Leitern
    Faraday Käfig
    Mathem. Gaußscher Satz
    Differentialform 1. Maxw. Gleichung
    Elektrisches Potential
    Coulombpotential
    Wirbelfreiheit des elektrostatischen Feldes
    Elektrische Spannung
    Grundgleichungen Elektorstatik, Rotation
    Possiongleichung, Laplacegleichung
    Elektrische Felder geladener Leiter
    Elektrischer Dipol
    Kapazität und Kondensatoren
    Parallel- und Reihenschaltung
    Energie des elektrischen Feldes
    Dielektrika, Elektrostatik in Materie
    Permitivität
    Polarisation, Suszeptibilität
    Dielektrische Verschiebung
    Verhalten an Grenzflächen
    Feldenergie in Materie
  3. Elektrische Gleichströme
    Strom und Stromdichte
    Elektrischer Widerstand
    Ohmsches Gesetz, Leitfähigkeit
    Elektrische Leistung
    Transport elektrischer Energie
    Stromkreise, Kirchhoffsche Regeln
    Strom- und Spannungsquellen
    Galvanische Elmente
    Thermische Stromquellen
  4. Magnetostatik
    Magnetische Kraft, Dipolmagnet
    Magnetfelder, Lorentzkraft
    Zyklotronfrequenz
    Magnetische Moment, magn. Dipol
    Drehmoment auf magn. Dipol
    Hall-Effekt, Hallspannung
    Magnetfelder von Stömen
    Magnetometer
    Kräte zwischen Leitern
    Amperedefinition
    Grundgleichungen der Magnetostatik
    Quellenfreiheit des B-Feldes, 2. Maxwellgleichung
    Amperesches Durchflutungsgesetz
    Magnetfeld eine stromdurchflossenen Leiters
    Magnetfeld einer Spule
    Biot-Savart-Gesetz
    Feld eines magn. Dipols
    Vektorpotential
  5. Materie im Magnetfeld
    Magnetisierung, magn. Erregung
    Dia-, Para-, Ferromagnetismus
    magn. Suszeptibilität
    relative Permeabilität
    Weissche Bezirke, Curie-Gesetz
    Hysterese, Remanenz, Koerzitivkraft
    Feldgleichungen in Materie
    Felder an Grenzflächen
    Toroidmagnet mit Luftspalt
  6. Induktion und elektromagnetische Wechselfelder
    Magnetische Induktion
    Faradaysches Induktionsgesetz
    3. Maxwellsche Gleichung
    Lenzsche Regel
    Generatoren
    Induktivität und Selbstinduktion
    Induktivität einer Spule
    Verschiebungsstrom
    Ampere-Maxwell-Gesetz
    4. Maxwellsche Gleichung
  7. Schaltvorgänge, Wechselstrom, Schwingkreise
    Induktivität im Stromkreis
    Auf- und Entladen eines Kondensators
    R,L,C im Wechselstromkreis
    Wirk- und Blindleistung
    Effektivwerte von Storm und Spannung
    Komplexe Darstellung von Wechselstromkreisen
    Wechselstromwiderstände, Impedanzen
    Zeigerdiagramme
    RLC-Schwingkreis
    Transformator (unbelastet)
    Elektrischer und magnetische Feldenergie
  8. Elektromagnetische Wellen
    Ebene Wellen, Fourierreihe, Fourieintegral
    Klassische Wellengleichung
    Elektromagnetische Wellengleichung
    Lichtgeschwindigkeit im Vakkum
    Struktur von EM-Wellen
    Wellenvektor, Poynting-Vektor
    Energietransport in EM-Wellen
    Erzeugung von EM-Wellen, Hertzscher Dipol
    Abstrahlungscharakteristik des Hertzschen Dipols
    Elektromagnetisches Spektrum
  9. Spezielle Relativitätstheorie
    Galilei-Transformationen
    Verletzung der Galilei-Transformationen
    Michelson-Moreley-Experiment
    Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
    Relativitätsprinzip und die Folgen
    Relativität der Gleichzeitigkeit
    Zeitdilatation
    Längenkontraktion
    Lorentztransformationen
    Geschwindigkeitsadditionstheoreme
    Relativistische Dynamik
    Relativistscher Impus
    Relativistische kinetische Energie
    Relativistische Energie
    Energie-Impuls-Beziehung
    Vereinheitlichung von Elektrizität und Magnetismus
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