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Skript
Physik für Geodäsie 511.018 / Physik M 513.805
Übungsskript
Einleitung
Mathematische Schreibweise
Differenzierung und Integration
Numerische Differentiation und Integration
Dimensionsanalyse
Graphische Lösungen
Datenanalyse
Vektoren
Einführung ins Skripten
Vektorfunktionen in Skripten
Prüfungsfragen
Bewegung
Parametrische Gleichungen in 2D
Parametrische Gleichungen in 3D
Position → Geschwindigkeit → Beschleunigung → Kraft
Kraft → Beschleunigung → Geschwindigkeit → Position
Beispiele
Gesamtkraft Null = Geradlinige Bewegung
Konstante Kraft = Parabelbewegung
Endgeschwindigkeit - Fall mit einer linearen Reibungskraft
Harmonische Bewegung
Kreisbewegung
Numerische Differentation: $r_x$ → $v_x$ → $a_x$
Numerische Integration: $a_x$ → $v_x$ → $r_x$
Kräfte
Differentialgleichungen
Numerische Lösungen: Schritt für Schritt
Eine Kugel wird vertikal nach oben geworfen ohne Reibung
Ein Ball wird vertikal nach oben geworfen
Masse-Feder System
Numerische Lösungen von Differentialgleichungen in drei Dimensionen
Satelliten Orbits
Ein Block rutscht eine schiefe Ebene hinunter
Luftreibung
Ein springender Ball
Ein Ball wird in den Wind geworfen
Bananenflanke: Magnus-Effekt
Raketenstart
Prüfungsfragen
Arbeit und Energie
Verrichtete Arbeit entlang einer Trajektorie
Leistung
Potentielle Energie
Gradient
Skalarfelder und Vektorfelder
Energieerhaltungssatz
Prüfungsfragen
Elektrostatik
Zwei Punktladungen
Elektrisches Feld
Elektrisches Feld einer linearen Ladungsverteilung
Elektrisches Feld einer Oberflächenladungsdichte
Numerische Integration:$\rho$ → $E$ → $\varphi$
Numerische Differentation: $\varphi$ → $E$ → $\rho$
Divergence
Bewegung eines geladenen Teilchens in einem konstanten elektrischen Feld
Elektrische Ablenkung eines Elektronenstrahls
Millikan-Versuch
Elektrischer Strom
Prüfungsfragen
Magnetismus
Magnetostatik
Das Magnetfeld um einen unendlich langen geraden Draht
Das Magnetfeld entlang der Achse einer Stromschleife
Biot-Savart'sches Gesetz
Bewegung eines geladenen Teilchens im konstanten magnetischen Feld
Magnetische Ablenkung eines Elektronenstrahls
Bewegung eines Teilchens im konstanten magnetischen und im elektrischen Feld
J. J. Thomson's Experiment um das Ladungs-Massen-Verhältnis von Elektronen zu bestimmen
Ein geladenes Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern
Die Kraft auf einen stromführenden Draht
Prüfungsfragen
Schwingungen
Ungedämpfte Schwingungen eines Masse-Feder-Systems
Gedämpftes Masse-Feder system
Nichtlineare Oszillatoren
Masse-nichtlineare Feder System
Relaxationsoszillator
Parametrischer Oszillator
Resonanz: Gedämpftes angetriebenes Masse-Feder-System
Beschreibung von Oszillationen mit komplexen Zahlen
Analytische Lösung von Differentialgleichungen zweiter Ordnung
Resonanz des gedämpften getriebenen Oszillators
Vier Fälle eines angetriebenen Oszillators
Gütefaktor
Eigenmoden: Eine mit zwei Federn verbundene Masse auf reibungsfreiem Tisch
Eigenmoden: gekoppelte Oszillatoren
Schwebung
Schwebung mit drei Frequenzen
Chaotische Lösungen des angeregten Pendels
Prüfungsfragen
Wellen
Harmonische Wellen
Solitärwelle
Ebene Wellen
Überlagerung von Wellenpulsen
Interferenz ebener Wellen
Zwei Wellenzüge, die im Winkel von 90° zueinderlaufen, interferieren
Reflektierte ebene Wellen
Reflektion eines Wellenpulses
Reflektion einer harmonischen Welle
Kreiswellen
Kreiswellen Simulation
Interferenz zweier Kreiswellen
Intensität interferierender Kreiswellen
Interferenz an einem smallen Einzelspalt
Interferenz an zwei schmalen Spalten
Doppelspaltexperiment
Intensität Doppelspaltinterferenz
Optisches Doppelspaltinterferenzexperiment
Interferenz an N-fachem Spalt
Intensität an N-fachem Spalt
Einfachspaltexperiment
Beugung an zwei Einfachspalten der Breite $a$
Dopplereffekt
Dopplereffekt in 3D
Schockwelle
Brechung
Snelliussches Brechungsgesetz
Prüfungsfragen
Optik
Reflexion am sphärischen Spiegel
Reflexion am Parabolspiegel
Brechung an einer sphärische Grenzfläche
Dicke Linsen
Optische Systeme
Dünne Linsen
Abbildungsgleichung der dünne Linse
dünne Linsen
Reelle und virtuelle Bilder
Prüfungsfragen