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