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Energiebilanz, Energieerhaltungssatz, Energieerhaltungssatz der Mechanik, Impulserhaltungssatz, Reibuntgseffekte, zentraler gerader unelastischer Stoß
Ein zentraler unelastischer Stoß zwischen zwei Körpern ist dadurch gekennzeichnet, dass

• keine elastischen Wechselwirkungen auftreten,
• sich die Körper nach dem Stoß mit einer gemeinsamen Geschwindigkeit weiterbewegen und
• ein Teil der mechanischen Energie in andere Energieformen umgewandelt wird.

Für einen solchen Stoß gilt der Impulserhaltungssatz und der allgemeine Energieerhaltungssatz, nicht aber der Energieerhaltungssatz der Mechanik.

* 17.09.1857 Ischewskoje
† 19.09.1935 Kaluga

Er war ein russischer Lehrer und Naturforscher, der sich als einer der ersten mit Fragen der Raumfahrt beschäftigte und als „Vater der russischen Raumfahrt“ gilt. ZIOLKOWSKI war der Erste, der 1903 die Raketengrundgleichung zur Bestimmung der Endgeschwindigkeit einer Rakete veröffentlichte und auch Vorstellungen über Satelliten und Weltraumstationen entwickelte, mit denen er seiner Zeit weit voraus war.

Ein Zungenfrequenzmesser ist ein Gerät zur Messung der Frequenz. Dazu werden Metallzungen unterschiedlicher Länge zu Schwingungen angeregt. Stimmt die Erregerfrequenz und mit der Eigenfrequenz einer Metallzunge überein, so schwingt diese besonders stark. Die betreffende Frequenz kann an einer Skala abgelesen werden.

Eine adiabatische Zustandsänderung ist dadurch gekennzeichnet, das bei dem Prozess keine Wärme mit der Umgebung (Q = 0) ausgetauscht wird. Dies kann bei allen schnell ablaufenden thermodynamischen Vorgängen angenommen werden. Charakteristisch für adiabatische Vorgänge ist, dass sich alle drei Zustandsgrößen Temperatur, Druck und Volumen gleichzeitig ändern. Die Adiabate im p-V-Diagramm verläuft daher steiler als Isothermen und schneidet diese.
Zu unterscheiden ist zwischen einer adiabatischen Expansion und einer adiabatischen Kompression. Die Energiebilanzen ergeben sich aus dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik. Für das Modell ideales Gas kann die Adiabate p = p(V) berechnet werden. Es ergeben sich die poissonschen Gesetze.

Zwischen Druck p, Volumen V und absoluter Temperatur T des idealen Gases besteht folgender Zusammenhang:

$\frac{p\cdot V}{T}=\text{konstant oder}\frac{p_1\cdot V_1}{T_1}=\frac{p_2\cdot V_2}{T_2}$

Für ein reales Gas ist die Zustandsgleichung anwendbar, wenn sich dieses näherungsweise wie das ideale Gas verhält. Das ist für fast alle Gase bei Zimmertemperatur der Fall.

Bezieht man die Gaskonstanten und andere Konstanten mit ein, so kann man die allgemeine Zustandsgleichung auch noch in weiteren Formen schreiben.

* 31.08.1663 Paris
† 11.10.1705 Paris

Er war ein französischer Physiker und Techniker und beschäftigte sich u. a. mit Messgeräten (Luftthermometer, Hygrometer), den Eigenschaften von Gasen und optischen Telegrafen. Er vermutete die Existenz einer tiefstmöglichen Temperatur.

Wasser hat eine besondere Eigenschaft, die es von fast allen anderen Flüssigkeiten unterscheidet. Es hat bei 4 °C sein kleinstes Volumen und damit seine größte Dichte. Sowohl bei Temperaturerhöhung als auch bei Temperaturerniedrigung vergrößert sich das Volumen und damit auch die Dichte von Wasser. Dieses nicht normale thermische Verhalten von Wasser wird in der Physik als Anomalie des Wassers bezeichnet.

Feste, flüssige und gasförmige Stoffe bestehen aus Atomen bzw. Molekülen. Deren Existenz war lange umstritten und konnte erst sicher am Anfang des 20. Jahrhunderts nachgewiesen werden. Die Anzahl von Atomen je Mol beträgt $\mathrm{6,022}\cdot {10}^{23}$ (AVOGADRO-Konstante). Damit sind in einem Gramm eines Stoffes ca. ${10}^{22}$Atome enthalten. Die Masse von Atomen liegt zwischen ${10}^{-27}{\text{kg und 10}}^{\text{-24}}\text{kg}$, der Radius von Atomen in der Größenordnung von ${10}^{-10}\text{m}$und der Kernradius bei ${10}^{15}\text{m}\text{.}$Aus ihm ergibt sich die Dichte der Kernmaterie, die für alle Atomkerne annähernd gleich groß ist und einen Wert von $\mathrm{1,8}\cdot {10}^{17}\frac{\text{kg}}{{\text{m}}^3}=\mathrm{1,8}\cdot {10}^{14}\frac{\text{g}}{{\text{cm}}^3}$hat. Die Abmessungen von Atomen können in unterschiedlicher Weise bestimmt werden. Im Beitrag sind Möglichkeiten dafür angegeben.

Bipolartransistoren sind Transistoren, die aus zwei pn-Übergängen und damit insgesamt aus drei unterschiedlich dotierten Schichten desselben Grundmaterials bestehen. Dabei können die dotierten Zonen in der Folge npn oder pnp aneinandergereiht sein. Dementsprechend unterscheidet man zwischen pnp-Transistoren und npn-Transistoren.
Transistoren werden als elektronische Schalter oder als Verstärker genutzt.

Ein Blitz ist eine sehr grelle, kurze Lichterscheinung bei einem Gewitter. Diese entsteht durch hell leuchtende Linien zwischen Wolken bzw. Wolken und Erde.
Physikalisch ist ein Blitz ein zeitlich kurzer, aber sehr starker elektrischer Strom, der starke unterschiedliche elektrische Ladungen zwischen Wolken bzw. Wolken und der Erde ausgleicht. Die mittlere Stromstärke beträgt ca. 40 000 A bei einem Durchmesser der Blitze von 10 bis 20 cm, einer Länge von meist 2 bis 3 km und einer Dauer von weniger als 1 s. Weltweit werden 70 bis 100 Blitze in jeder Sekunde registriert.

Blitze sind zeitlich kurze, aber starke elektrische Ströme. Schlagen Blitze in Gebäude ein, kann es aufgrund der starken elektrischen Ströme zu Bränden und damit zu großen Schäden kommen.
Um sich vor solchen Schäden durch Blitzeinschlag zu schützen, werden in gefährdeten Gebieten an Gebäuden Blitzschutzanlagen angebracht. Diese sind so konstruiert, dass der Blitz in diese Anlagen (Blitzableiter) einschlägt und gefahrlos in die Erde abgeleitet werden kann. Der erste Blitzableiter wurde 1752 von BENJAMIN FRANKLIN gebaut.

* 06.06.1850 Fulda
† 20.04.1918 New York
Er war Physiker und Erfinder und gehörte zu den Pionieren der Funktechnik.
BRAUN erfand ein Elektrometer zur Messung hoher Spannungen, entwickelte die braunsche Röhre, eine Elektronenstrahlröhre, und konstruierte mit dem Kristalldetektorempfänger einen einfachen Empfänger für elektromagnetische Wellen. Er ist einer der Begründer der Hochfrequenztechnik.

* 14. 6. 1736 Angouleme (Südfrankreich)
† 23. 8. 1806 Paris
COULOMB war französischer Physiker, der sich große Verdienste um die Entwicklung der Elektrizitätslehre erworben hat. Er entdeckte u. a. das coulombsche Gesetz, das eine quantitative Aussage über die Kraftwirkung auf geladene Körper im elektrischen Feld gestattet. Damit und mit anderen Untersuchungen führte er maßgeblich quantitative Betrachtungen in die Elektrizitätslehre ein und knüpfte damit an NEWTONs Vorgehen an.

Die Darlingtonschaltung gehört zu den Grundschaltungen, die man mit Transistoren erstellen kann. Sie kommt dann zum Einsatz, wenn man ein Signal sehr hoch verstärken möchte.

Als Dauermagnete oder auch Permanentmagnete bezeichnet man alle Körper, die ein intensives Magnetfeld erzeugen, ohne dass ein elektrischer Strom durch sie hindurchfließt.

Während die elektrische Leitung in Metallen ausschließlich auf der gerichteten Bewegung von Elektronen beruht, erfolgen Leitungsvorgänge in Halbleitern durch Elektronen und Defektelektronen. Defektelektronen oder Löcher verhalten sich wie positive Ladungsträger.

Während sich bei herkömmlichen elektrischen oder elektronischen Schaltungen (Analogschaltungen) Strom und Spannung stetig verändern, arbeiten Digitalschaltungen nur mit den zwei Zuständen leitend und nichtleitend. Digitalschaltungen stellen die Grundlage aller modernen Kommunikations- und Informationssysteme dar.

Zwei ungleichnamige Ladungen, die sich im Abstand l voneinander befinden, bilden einen elektrischen Dipol. Verändert sich die Entfernung zwischen den Ladungen nicht und unterliegt die Ladungsmenge keiner Schwankung, dann bezeichnet man den Dipol als permanenten Dipol. Ein langer metallischer Stab, in dem die eine Hälfte negativ und die andere Hälfte positiv geladen ist, besitzt die physikalischen Eigenschaften eines Dipols.

Als Dissoziation bezeichnet man die Aufspaltung von Molekülen in kleinere Bestandteile. Dies können Atome, einfache Ionen oder Ionenverbindungen sein. Die Dissoziation von Molekülen wird durch verschiedene Vorgänge ausgelöst. Sie erfolgt beim Lösen von Stoffen in Wasser oder anderen Lösungsmitteln, kann aber auch durch hohe Temperaturen, elektrische Ströme, radioaktive oder elektromagnetische Strahlung hervorgerufen werden.

Donner sind sehr laute Schallwellen, die bei einem Gewitter entstehen.
Bei einem Gewitter erfolgt ein Ladungsausgleich zwischen elektrisch unterschiedlich geladene Wolken bzw. Wolken und Erde. Dabei fließen starke elektrische Ströme. Durch die heißen Ströme dehnt sich die Luft in der Nähe der Blitze kurzzeitig sehr stark aus, was zu einem schnellen Druckanstieg in der Luft führt. Dieser Druckanstieg breitet sich als Schallwelle aus und ist als Donner zu hören.

Als Dotieren bezeichnet man den Einbau von Fremdatomen in den atomaren Gitterverbund von Halbleitern. Dadurch kann man gezielt die elektrische Leitung in Halbleitern, die sowohl auf der Elektronen- als auch auf der Löcherleitung beruht, beeinflussen.

Dreheisenmessgeräte oder Weicheisenmessgeräte sind Messgeräte zur Bestimmung der elektrischen Stromstärke bzw. der elektrischen Spannung. Das Messwerk besteht aus einer feststehenden Spule, in der sich ein feststehendes und ein drehbar gelagertes Eisenblättchen befinden. Letzteres ist mit einem Zeiger verbunden.

Drehspulmessgeräte werden zur Messung der elektrischen Stromstärke eingesetzt. Diese Messinstrumente sind sehr empfindlich. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Dauermagneten, einer im Feld des Dauermagneten drehbar gelagerten Spule mit Eisenkern, einer mit der Spule verbundenen Spiralfeder, an der sich ein Zeiger befindet, und einer Skaleneinteilung.

Während man Gleichströme nur durch ohmsche Widerstände senken kann, lassen sich Wechselströme wirkungsvoll mithilfe von induktiven Widerständen verringern oder begrenzen. Spulen, die zu diesem Zweck in einen Wechselstromkreis eingebaut werden, nennt man Drosselspulen. Das physikalische Wirkungsprinzip von Drosselspulen beruht auf ihrer Selbstinduktion.

Das dynamoelektrische Prinzip ist eine der Grundlagen für alle modernen Großgeneratoren. Das Restmagnetfeld von Eisenkernen wird genutzt, um in einem Generator zunächst eine kleine Spannung und damit einen kleinen Strom zu erzeugen. Diesen Strom nutzt man, um das Magnetfeld zu verstärken und eine größere Induktionsspannung und damit auch einen größeren Induktionsstrom zu erhalten.
Dieses gegenseitige Aufschaukeln der induzierten Spannung bzw. des Induktionsstromes und der Stärke des Magnetfeldes wird als dynamoelektrisches Prinzip bezeichnet.
Es wurde von WERNER VON SIEMENS 1866 entdeckt und im Januar 1867 vor der Berliner Akademie der Wissenschaften bekanntgegeben.
Generatoren, die nach diesem Prinzip der Selbsterregung arbeiten, werden auch als Dynamomaschinen bezeichnet.