Sexl Physik 7, Schulbuch

3 | Inhaltsverzeichnis Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Optik 7 1 Reflexion und Brechung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1 Wie schnell ist Licht?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.2 Reflexion des Lichts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.3 Brechung des Lichts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.4 Optische Instrumente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.5 Die Spektralfarben des Lichts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Teste dein Wissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2 Die Lichtwelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.1 Beugung und Interferenz des Lichts. . . . . . . . . . . . . . 28 2.2 Polarisation des Lichts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Teste dein Wissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Weiterführende Fragestellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Zusammenfassende Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Quanten und Atome 41 1 Photonen – Lichtquanten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2 Aufbau von Atomen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 2.1 Atommodelle – Rutherford und Bohr . . . . . . . . . . . . . 44 2.2 Quantisierung der Energie – stehende Wellen . . . . . 47 2.3 Atome mit mehreren Elektronen: Periodensystem 49 2.4 Laser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Teste dein Wissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Weiterführende Fragestellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Zusammenfassende Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Elektrodynamik 53 1 Elektrisches Feld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 1.1 Felder übertragen Kräfte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 1.2 Grafische Darstellung von Feldern: Feldlinienbilder 56 1.3 Das Coulomb´sche Gesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 1.4 Elektrische Feldstärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 1.5 Elektrische Spannung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 1.6 Elektrische Felder in Technik und Natur. . . . . . . . . . . 59 1.7 Materie im elektrostatischen Feld. . . . . . . . . . . . . . . . 62 Teste dein Wissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 2 Elektrischer Strom und Magnetfeld. . . . . . . . . . . . . . . 66 2.1 Das Magnetfeld um einen Leiter . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 2.2 Ströme im Magnetfeld . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 2.3 Ströme erzeugen magnetische Felder . . . . . . . . . . . . 70 2.4 Das Induktionsgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 2.5 Die Lenz´sche Regel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 2.6 Geschlossene elektrische Feldlinien . . . . . . . . . . . . . . 77 Teste dein Wissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 3 Grundlagen der Elektrotechnik . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 3.1 Generator und Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 3.2 Wechselstrom. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 3.3 Transformator. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 3.4 Elektrische Energieübertragung . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 3.5 Energieversorgung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 Teste dein Wissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 4 Halbleiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 4.1 Was sind Halbleiter? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 4.2 Dioden und Transistoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 4.3 Optoelektrische Bauelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 4.4 Miniaturisierung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Teste dein Wissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 5 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen. . . . . 102 5.1 Schwingkreis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 5.2 Entstehung elektromagnetischer Wellen . . . . . . . . . 105 5.3 Nachweis elektromagnetischer Wellen . . . . . . . . . . . 105 5.4 Energieübertragung durch elektromagnetische Wellen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 5.5 Informationsübertragung durch elektromagn. Wellen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 5.6 Elektromagnetische Strahlung aus dem Weltraum 117 Teste dein Wissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Weiterführende Fragestellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 Zusammenfassende Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 Anhang Rechenaufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 Lösungen der Rechenaufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv