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Körper, die selbst kein Licht erzeugen sondern lediglich vom Licht anderer Lichtquellen beschienen werden, nennt man beleuchtete Körper. Das Oberflächenmaterial der weitaus meisten Körper reflektiert zumindest einen Teil des auftreffenden Lichtes. Dadurch werden die beleuchteten Körper für einen Betrachter überhaupt erst sichtbar.

Diejenigen Farben, in der wir einen Körper sehen, bezeichnet man als Körperfarben. Die Farbe eines Körpers hängt davon ab,

• welche Anteile des auftreffenden Lichtes reflektiert bzw. hindurchgelassen werden,
• mit welchem Licht er beleuchtet wird.

Darüber hinaus wird die Farbe eines Körpers von der Struktur seiner Oberfläche und von seiner Dicke beeinflusst.

Laserlicht oder Laserstrahlung wird mithilfe von Lasern erzeugt. Aufgrund seiner speziellen Eigenschaften – es ist nahezu paralleles Licht, hat eine hohe Energiedichte, kann sehr fein gebündelt werden, hat nur eine Frequenz – kann man es in vielfältiger Weise nutzen, z. B. zur Materialbearbeitung, in der Messtechnik oder in der Chirurgie.

Licht hat Welleneigenschaften und kann mit dem Modell Lichtwelle beschrieben werden. Lichtwellen sind ihrem physikalischen Charakter nach elektromagnetische Wellen kleiner Wellenlänge und damit großer Frequenz, wobei der für den Menschen sichtbare Bereich Wellenlängen zwischen
390 nm und 780 nm hat. Lichtwellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Sie können gebeugt werden, sich überlagern (interferieren) und polarisiert werden.

Das von einer Lichtquelle ausgehende Licht breitet sich im leeren Raum und in einem Stoff geradlinig und nach allen Seiten (allseitig) aus, sofern es nicht durch andere Körper daran gehindert wird.

Stoffe können lichtdurchlässig oder lichtundurchlässig sein. Bei den lichtdurchlässigen Stoffen unterscheidet man zwischen durchsichtigen und durchscheinenden Stoffen. Die Lichtdurchlässigkeit ist nicht nur von der Struktur des jeweiligen Stoffes, sondern auch von der jeweiligen Schichtdicke abhängig.

Das Licht breitet sich im Vakuum in allen Richtungen und unabhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit der Lichtquelle oder des Lichtempfängers mit einer Geschwindigkeit von 299792,458 km/s aus. Die Lichtgeschwindigkeit ist eine grundlegende Naturkonstante der gesamten Physik.

Lichtleiter oder Lichtleitkabel sind spezielle Kabel aus durchsichtigen, optisch relativ dichten Materialien, die das Licht unter Ausnutzung der Totalreflexion weiterleiten. Die bekannteste Form der Lichtleiter sind Glasfaserkabel.

Körper, die selbst Licht erzeugen, werden als Lichtquellen bezeichnet. Je nach der Art der Lichtentstehung und den geometrischen Eigenschaften unterscheidet man verschiedene Formen von Lichtquellen.

Das von einer Lichtquelle ausgehende Licht kann mithilfe verschiedener Modellvorstellungen beschrieben werden. Zu den einfachsten Modellen der Lichtausbreitung gehören Lichtstrahlen. Mit Blenden und Öffnungen kann man aus dem Licht von Lichtquellen Lichtbündel gewinnen.

Als Schatten bezeichnet man den entweder gar nicht oder nur teilweise beleuchteten Raum hinter Körpern, die für Licht undurchlässig sind oder es zumindest stark schwächen. Das Aussehen des Schattens wird durch mehrere Faktoren beeinflusst. Dies sind die Form der Lichtquelle, die Gestalt des lichtundurchlässigen Körpers und die Entfernung zwischen Lichtquelle und Körper. Der Verlauf des Schattens kann durch geometrische Konstruktion ermittelt werden.

Linsensysteme sind Anordnungen von Linsen, die insgesamt wie eine Sammellinse oder eine Zerstreuungslinse wirken. Die Objektive und Okulare optischer Geräte sind durchweg Linsensysteme. Sie werden vor allem deshalb verwendet, weil nur durch Linsensysteme die verschiedenen Arten von Abbildungsfehlern minimiert werden können. Darüber hinaus ist es möglich, Linsensysteme mit veränderlicher Brennweite (Zoomobjektive) zu konstruieren.

Die Lochkamera ist das einfachste optische Gerät, mit dem man von einem Gegenstand ein Bild erzeugen kann.
Sie besteht im Wesentlichen aus einem lichtundurchlässigen Gehäuse mit einer kleinen Öffnung (Loch) auf der einen Seite und einem Schirm, auf dem das Bild des Gegenstandes zu beobachten ist. Genutzt wird bei der Lochkamera die geradlinige Ausbreitung des Lichtes.

Genauere Vorstellungen über den Bau der Atomhülle wurden erst nach 1900 entwickelt. Wichtige Schritte waren die Atommodelle von E. Rutherford und von N. Bohr. Das moderne quantenphysikalische Atommodell ermöglicht die mathematische Beschreibung der Atomhülle, ist aber unanschaulich. Eine anschauliche Vorstellung bieten die Orbitale. mit dem Test können Sie Ihre Kenntnisse über den Bau von Atomen und die Modellvorstellungen über diese Atome prüfen.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Physik der Atomhülle".

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Kernumwandlungen sind mit Kernstrahlung (Alphastrahlung, Betastrahlung, Gammastrahlung) verbunden, die auch als radioaktive Strahlung bezeichnet wird. Wir alle sind ständig einer natürlichen Strahlenbelastung ausgesetzt. Eine erhöhte Strahlenbelastung, z. B. durch Unfälle in Kernkraftwerken, kann katastrophale Auswirkungen haben. Kernspaltung und Kernfusion sind die beiden Vorgänge, bei denen Energie freigesetzt wird. Nach wie vor beschäftigt die Physiker auch die Frage, aus welchen elementaren Bestandteilen unsere Welt besteht. Im Test geht es um Wissen über die Grundlage der Physik des Atomkerns und über Elementarteilchen.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Physik des Atomkerns".

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Während sich in der klassischen Physik bei gleich gerichteten Bewegungen die Beträge der Geschwindigkeiten addieren, gilt für die relativistische Addition von Geschwindigkeiten ein etwa komplizierterer Zusammenhang:
$u=\frac{u\text{'}+v}{1+\frac{u\text{'}\cdot v}{c^2}}$
Die resultierende Geschwindigkeit ist entsprechend einer Grundaussage der speziellen Relativitätstheorie immer kleiner als die Vakuumlichtgeschwindigkeit.

ALBERT EINSTEIN, der 1905 die spezielle Relativitätstheorie und 1915 die allgemeine Relativitätstheorie veröffentlichte, stellte selbst die wichtigste Inhalte dieser Theorien in vielen Vorträgen und Veröffentlichungen dar. Dabei versuchte er die Grundgedanken der neuen Theorien in möglichst einfacher und gut überschaubarer Weise zu formulieren. Ein Beispiel dafür sind die nachfolgenden Auszüge aus einer Arbeit von ihm, die 1916 unter dem Titel „Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie“ veröffentlicht wurde.

ALBERT EINSTEIN formulierte in seiner berühmten Arbeit zur speziellen Relativitätstheorie im Jahre 1905: „Die Masse eines Körpers ist ein Maß für dessen Energiegehalt“. Er stellte fest, dass Masse und Energie äquivalente Größen sind und zwischen diesen Größen der fundamentale Zusammenhang $E=m\cdot c^2$ existiert. Diese Gleichung ist die Grundlage für das Verständnis der Energiefreisetzung durch Kernspaltung und Kernfusion sowie vieler weiterer physikalischer Prozesse.

Die Äthertheorie spielte bis in das 20. Jahrhundert hinein eine wichtige Rolle: Die Annahme eines Raumes, der mit einem Äther gefüllt sind, ermöglichte die Erklärung der Ausbreitung des Lichtes und anderer elektromagnetischer Wellen. Die Gültigkeit der Äthertheorie wurde erstmals durch die Experimente von MICHELSON und MORLEY infrage gestellt. Spätere Experimente bestätigten, dass es keinen Äther gibt.

Der österreichische Physiker CHRISTIAN DOPPLER (1803-1853) entdeckte 1842, dass zwischen der von einem Beobachter wahrgenommenen Tonfrequenz und der Bewegung einer Schallquelle ein Zusammenhang besteht. Dieser Effekt wird als akustischer DOPPLER-Effekt bezeichnet.
Ein analoger Effekt tritt bei Licht auf. Er wird optischer oder relativistischer DOPPLER-Effekt genannt.

* 14.03.1879 in Ulm
† 18.04.1955 in Princeton (USA)

Er war einer der bedeutendsten Physiker der Geschichte und der Begründer der Relativitätstheorie, die zu einer völligen Veränderung des physikalischen Weltbildes führte. Darüber hinaus erbrachte er grundlegende Arbeiten auf vielen Gebieten der Physik. Insbesondere deutete er den lichtelektrischen Effekt und war damit einer der Mitbegründer der Quantentheorie. Hervorzuheben ist sein Eintreten für Humanität und eine verantwortungsbewusste Nutzung physikalischer Erkenntnisse.

In der klassischen Physik gilt für abgeschlossene Systeme neben dem Gesetz von der Erhaltung der Masse der Energieerhaltungssatz und der Impulserhaltungssatz.
Aus relativistischer Sicht ergibt sich: Aufgrund der Äquivalenz von Masse und Energie umfasst der Energieerhaltungssatz auch das Gesetz von der Erhaltung der Masse. Auch Impulserhaltungssatz und Energieerhaltungssatz sind miteinander verknüpft.

Das galileische Relativitätsprinzip trifft eine Aussage über die Gleichwertigkeit von verschiedenen Bezugssystemen in der klassischen Physik, also bei Geschwindigkeiten weit unterhalb der Lichtgeschwindigkeit. Es lautet:
Alle Inertialsysteme sind gleichberechtigt. In ihnen gelten die gleichen physikalischen Gesetze.
Daraus lassen sich Gleichungen ableiten, die es ermöglichen, die räumlichen und zeitlichen Koordinaten eines Punktes von einem Intertialsystem in ein anderes umzurechnen (GALILEI-Transformation).

Mit der im Jahre 1905 veröffentlichten speziellen Relativitätstheorie, kurz auch als SRT bezeichnet, entwickelte der deutsche Physiker ALBERT EINSTEIN (1879-1955) eine neue Vorstellung von Raum und Zeit, die sich von den bisher allgemein anerkannten Auffassungen der klassischen Physik deutlich unterschied. Dabei ging er von zwei Grundaussagen oder Postulaten aus, die sich inzwischen längst als zutreffend erwiesen haben:

• Alle Inertialsysteme sind gleichberechtigt (Relativitätsprinzip).
• Die Vakuumlichtgeschwindigkeit ist überall gleich groß. Sie ist die größtmögliche Geschwindigkeit für die Signalübertragung (Prinzip von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit).

Die spezielle Relativitätstheorie bezieht sich auf Inertialsysteme. Der Einfluss der Gravitation wird ausgeblendet. In Verallgemeinerung seiner speziellen Relativitätstheorie auf beliebige Bezugssysteme unter Einschluss von Gravitationswirkungen entwickelte ALBERT EINSTEIN die allgemeine Relativitätstheorie, die er 1916 veröffentlichte. Sie begründet neue Vorstellungen über Raum und Zeit und ist z.B. die Grundlage aller modernen kosmologischen Theorien.