Physik Gymnasium

Themen

1. Kinematik — Bewegungen beschreiben und darstellen

   Die Fläche unter einer Geschwindigkeitskurve ist der zurückgelegte Weg — wer das sieht, braucht die halben Formeln nicht.

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2. Dynamik — die Newtonschen Axiome und ihre Anwendung

   Drei Sätze auf einer halben Seite erklären den Fall eines Apfels und den Umlauf des Mondes gleichermassen.

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3. Kreisbewegung und Gravitation — von der Schleuder zum Satelliten

   Ein Satellit fällt ununterbrochen zur Erde und verfehlt sie immer wieder — das ist die ganze Umlaufbahn.

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4. Arbeit, Energie und Leistung — Erhaltungssätze als Werkzeug

   Wo Kräfte kompliziert werden, rechnet man mit Energie — der Erhaltungssatz kürzt den Weg radikal ab.

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5. Impuls und Stösse — elastisch, unelastisch, Rückstoss

   Eine Rakete braucht nichts zum Abstossen — der Impuls der ausgestossenen Gase genügt vollkommen.

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6. Mechanische Schwingungen — Pendel, Federschwinger, Resonanz

   Resonanz kann eine Brücke zerstören und ein Radio abstimmen — dieselbe Mathematik, zwei sehr verschiedene Folgen.

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7. Wellen — Interferenz, Beugung, stehende Wellen, Doppler

   Zwei Wellen können sich auslöschen — genau das macht ein Kopfhörer mit aktiver Geräuschunterdrückung.

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8. Optik — geometrisch und physikalisch, von der Linse zur Polarisation

   Am Doppelspalt entscheidet sich, ob Licht Strahl oder Welle ist — die Antwort lautet unbequemerweise: beides.

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9. Thermodynamik I — ideales Gas und kinetische Gastheorie

   Temperatur ist nichts anderes als die mittlere Bewegungsenergie der Teilchen — daraus folgt die gesamte Gasgleichung.

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10. Thermodynamik II — Hauptsätze, Entropie, Wärmekraftmaschinen

    Kein Motor der Welt kann Wärme vollständig in Arbeit verwandeln — diese Grenze ist kein technisches Problem, sondern ein Naturgesetz.

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11. Das elektrische Feld — Coulomb, Potential, Kondensator

    Ein Auto ist bei Blitzschlag sicher, weil im Inneren eines leitenden Käfigs kein Feld bestehen bleibt.

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12. Stromkreise und Netzwerke — Kirchhoff, Innenwiderstand, Leistung

    Zwei Knotenregeln genügen, um jedes Netzwerk zu lösen — egal wie unübersichtlich der Schaltplan aussieht.

    ca. 20 Min. · 16 Fragen

13. Magnetfeld, Lorentzkraft und Induktion — bis zum Wechselstrom

    Jede Steckdose im Land lebt davon, dass ein bewegter Magnet in einer Spule Spannung erzeugt.

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14. Spezielle Relativitätstheorie — Zeitdilatation und E = mc²

    Satellitenuhren gehen anders als Uhren am Boden — ohne diese Korrektur wäre jede Navigation nach einem Tag um Kilometer daneben.

    ca. 21 Min. · 16 Fragen

15. Quantenphysik — Photoeffekt, Dualismus, Atommodelle

    Licht schlägt Elektronen nur heraus, wenn seine Farbe stimmt — die Helligkeit hilft überhaupt nichts.

    ca. 22 Min. · 16 Fragen

16. Kern- und Teilchenphysik — Radioaktivität, Kernenergie, Standardmodell

    Aus einem Gramm Uran lässt sich so viel Energie holen wie aus drei Tonnen Kohle — und ein Zerfall bleibt trotzdem reiner Zufall.

    ca. 22 Min. · 16 Fragen